[發明專利]一種導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610316655.9
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105754243A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 郝建鑫;黃澤彬;郝源增;袁海兵
• 申請（專利權）人: 廣州市聚賽龍工程塑料股份有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L51/00;C08L77/02;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/02;C08K7/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;雷月華

技術領域

本發明屬于改性塑料領域，具體涉及一種導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料及其制備方法。

背景技術

間規聚苯乙烯(sPS)是一種很受關注的聚合物，在1985年由日本出光公司通過茂金屬催化制得。sPS中苯環交替排列在大分子鏈的兩側，結晶速度快，具有優異的耐熱、耐化學腐蝕、耐蒸汽、耐溶劑性、電氣性能(介電損耗小、耐漏電起痕性高)等特點，在許多領域可以與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龍66(PA66)等工程料，甚至聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等特種工程料進行競爭。但是，sPS氧指數比較低，這大大影響其在電子電氣領域應用。因為電子電氣精密化和集成化的發展需要材料具有優異的阻燃性能，以避免短路或者高壓放電造成起燃現象；另一方面，電子電氣領域中電氣元件在周轉、保管、搬運過程中使用的周轉箱、托盤、支架、封裝等需要材料具有良好的導電性能，以避免靜電集聚帶來的各種負面影響。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明首要目的在于提供一種具有優良導電性能，同時具有高耐熱性能的無鹵阻燃sPS復合材料，可以用于對以上性能要求較高的電子電氣等相關領域。

本發明的另一目的在于提供上述導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料的制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料，該復合材料由間規聚苯乙烯(sPS)、碳纖維、無鹵阻燃劑、相容劑、抗氧劑和潤滑劑組成，以重量百分比計算，各組分用量如下：

所述的相容劑為sPS-g-MAH(間規聚苯乙烯接枝馬來酸酐)。

相容劑sPS-g-MAH的一端含有sPS，另一端含有與極性基團反應的MAH，可以增加sPS和無鹵阻燃劑以及碳纖維的界面結合，改善材料的性能。

優選地，所述的sPS為高抗沖間規聚苯乙烯，其懸臂梁缺口沖擊強度大于10KJ/m²(ISO180，23℃)。

優選地，所述的碳纖維為本發明所選用的碳纖維優選為短切碳纖維，長度3～10mm，集束劑為尼龍，集束劑量1～8％(重量)。

優選地，所述無鹵阻燃劑為紅磷母粒。所述紅磷母粒優選為通過40％～60(重量)％、500～1500目的紅磷先經過穩定劑、低分子蠟包覆后再與尼龍6擠出造粒得到的紅磷母粒。

優選地，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑，更優選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

優選地，所述的抗氧劑為受阻酚和亞磷酸酯組成的復配抗氧體系。

優選地，所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。

為了改善sPS氧指數比較低，導電性能差的缺點，同時保證材料仍然保持良好的耐熱性能和機械性能，本發明擬加入具有高效阻燃性能的紅磷阻燃劑以及具有高效導電性能的碳纖維，制備導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料。

本發明采用的紅磷無鹵阻燃劑具有高效阻燃，不降低材料耐熱(其他無鹵阻燃劑，特別是磷酸酯類的無鹵阻燃劑，由于其增塑作用，會使材料耐熱明顯降低)的特點，同時采用母粒的形式，可以在保證紅磷穩定性的同時改善其分散，從而改善加工性能和阻燃性能。另外，本發明紅磷母粒為尼龍6(PA6)載體，其高流動性能夠保證紅磷的混合均勻，其高耐熱性能夠減少對sPS耐熱的影響。為了解決載體PA6和sPS相容性差的問題，本發明采用具有高極性的馬來酸酐(MAH)接枝的sPS為相容劑。

上述導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料的制備方法，包括如下步驟：先將偶聯劑和無鹵阻燃劑于80～100℃混合3～5min，然后再加入sPS、相容劑、抗氧劑和潤滑劑于60～80℃混合3～5min，最后將混合后的物料加入擠出機主喂料斗，在側喂料斗加入碳纖維，通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制得導電高耐熱無鹵阻燃sPS復合材料。雙螺桿擠出機的轉速為300～500r/min，溫度為260～300℃。

與現有技術相比，本發明具有以下優點及有益效果：

(1)選用短切碳纖維進行導電改性，在明顯改善sPS復合材料導電性能的同時，也帶來耐熱性能和機械性能的明顯提高；

(2)采用sPS-g-MAH作為相容劑，能夠提高sPS樹脂與紅磷母粒載體以及sPS樹脂與碳纖維的界面結合，改善sPS復合材料界面均一性，提高復合材料的機械性能；

(3)采用紅磷母粒為無鹵阻燃劑，其高磷含量可以降低阻燃劑的添加量；紅磷無機填料的特性不會降低材料的耐熱性；采用母粒形式可以改善加工性能和阻燃性能。

具體實施方式