[发明专利]一种具有高CTI性能的聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种具有高CTI性能的聚苯硫醚复合材料及其制备方法，涉及高分子材料改性领域，该复合材料按质量百分比包括：聚苯硫醚树脂20％‑42％、玻璃纤维25％‑40％、碳化抑制剂30％‑40％、流动改性剂2％‑10％、相容增韧剂1％‑6％、润滑剂0.1％‑0.75％、抗氧剂0.1％‑0.75％，聚苯硫醚树脂的质量流动速率范围在80‑380g/10min。本发明采用碳抑制剂、低流动速率的聚苯硫醚树脂与流动改性剂配合使用，获得同时具有高流动性、高耐冲击性、高CTI的聚苯硫醚复合材料，适于制造具有更高性能要求的电子电器产品、机械产品等。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，涉及聚苯硫醚复合材料，具体涉及一种具有高CTI性能的聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)是分子主链中带有苯硫基的结晶性热塑性工程塑料，其主链苯环排列的密度大，具有高阻燃性、高强度和耐老化等特点，被广泛用于有耐热和阻燃要求的电子电器领域。电器产品在使用过程中，受环境影响导致绝缘材料表面有污物、潮气而产生漏电，由此可能诱发腐蚀而损坏绝缘性能。相比漏电起痕指数(CTI)是指材料表面能经受住50滴电解液(0.1％氯化铵水溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压值，以25V为一个单位测试梯度，其是模拟家用电器产品在实际使用中不同极性带电部件在绝缘材料表面沉积的导电物质是否引起绝缘材料表面爬电、击穿短路和起火危险而进行的检验。由于PPS主链上大量的苯环的存在，增加了材料刚性的同时也使得材料进行表面放电时，苯环结构发生断裂产生大量的自由基，在表面形成导电碳层，导致材料的耐漏电起痕指数比较低，一般小于150V，为了扩大其应用范围，需要改善其电性能。

专利(CN112457670A)通过添加偶联剂提高聚苯硫醚树脂和玻纤的相容性，添加氟硅油来提高材料的漏电起痕指数。专利(CN102924921A)公开了一种具有高相比漏电起痕指数聚苯硫醚增强复合材料及其制备方法，提出了以短切玻璃纤维与超细填充矿物的混配复合技术提高聚苯硫醚复合材料相比漏电起痕指数，耐漏电起痕指数(CTI)可达到225V以上。

专利(CN112795191A)公开了一种高CTI聚苯硫醚复合材料及其制备方法，通过添加金属氧化物、碳化抑制剂和表面迁移剂，可将聚苯硫醚复合材料的CTI提升至300V，并具有均衡的机械性能和特别高的刚性。

专利(CN113402885A)公开了一种具有高CTI的聚苯硫醚复合材料，通过添加扁平的玻璃纤维、氢氧化镁和金属钝化剂，制备得到的聚苯硫醚复合材料不仅具有优异的力学性能，而且其相对漏电起痕指数(CTI)在400V以上，最高可达475V。

期刊文献(玻纤增强PPS漏电起痕性能，张强等，工程塑料应用，第48卷第7期)则研究了不同碳化抑制剂、增容剂、黑色色粉等对PPS/玻纤复合材料的相比漏电起痕指数CTI的影响，发现添加碳化抑制剂有助于提高PPS/玻纤复合材料的CTI值，增容剂的加入可以提高PPS/玻纤复合材料的缺口冲击强度，但对CTI无提升作用，增容剂含量过高会降低PPS/玻纤复合材料的阻燃性和耐热性，炭黑和有机苯胺黑不适合用于高CTI的PPS/玻纤复合材料开发，可以使用2份的铁黑，最优选的技术方案CTI值可达275。

硕士论文(短切玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备与性能研究，李方舟)则研究了聚苯硫醚的种类对复合材料机械性能的影响，结果显示聚苯硫醚质量流动速率低不利于成型加工，得到的复合材料的抗冲击强度会下降。

专利(CN114907696A)公开了一种高CTI聚苯硫醚复合材料及其制备方法，通过采用硅烷偶联剂对氢氧化镁进行改性，并添加改性增韧剂，制备得到的聚苯硫醚复合材料的CTI值高达600V，并且具有良好的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度，并且其实施例1和2的结果表明，低熔融指数的PPS树脂对复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度有明显的提升作用，但材料的加工性相对较差。