[發明專利]一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911288660.3
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111073287A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 肖浩;周良霄;李杰;蔡青;周文
• 申請（專利權）人: 上海普利特伴泰材料科技有限公司;上海伴泰企業發展中心（有限合伙）;上海普利特復合材料股份有限公司;浙江普利特新材料有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/06;C08J5/06
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

1.一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：由以下重量百分比計的原料組成：

聚苯硫醚：40～80％；

扁平碳纖維：10～50％；

偶聯劑：0.5～1.0％；

成核劑：0.2-1％；

抗氧劑：0.2-0.4％；

潤滑劑：0.2-0.4％。

2.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的聚苯硫醚樹脂為線性聚苯硫醚，熔體流動速率為500-800g/10min。

3.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的扁平碳纖維長度為6mm，橫截面長徑比為4：1，并且經過硅烷偶聯劑處理。

4.根據權利要求3所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：扁平碳纖維的制備方法：制備聚丙烯腈紡絲原液，經脫單、脫泡后的聚丙烯腈紡絲原液經過濾、計量后，通過噴絲頭擠出后形成紡絲細流，生產過程中使用的噴絲頭是矩形噴孔組合噴絲頭,其噴絲帽噴孔形狀為矩形，其長寬比為4:1，之后進入凝固浴凝固成型，進行牽伸、水洗、干燥致密化，得到高性能碳纖維用扁平聚丙烯腈原絲，扁平聚丙烯腈原絲通過氧化，低溫碳化、高溫碳化之后經過上漿硅烷化處理再收卷，得到扁平碳纖維，之后切成6mm的短扁平碳纖維。

5.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的偶聯劑選自γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基甲基二甲氧基硅烷(偶聯劑602)、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷(KH793)、鈦酸酯偶聯劑異丙基三硬酯酸鈦酸酯(TTS)、雙(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撐鈦酸酯(鈦酸酯偶聯劑311)或鋁鈦復合偶聯劑中的一種或幾種的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的成核劑為目數大于等于10000目的滑石粉。

7.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的抗氧劑為選自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯(抗氧劑330)、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)或雙(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑S-9228)中的一種或幾種的混合物。

8.根據權利要求1所述的一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于：所述的潤滑劑為硅酮潤滑劑。

9.根據權利要求1-8任意之一所述低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，其特征在于：其步驟如下：

1)按照重量配比稱取原料；

2)將除碳纖維以外的原料投入到高速混合器中干混3～5min；

3)將步驟2)得到的物質經主喂料器送入雙螺桿擠出機中，并在雙螺桿擠出機的側喂料口中加入碳纖維；

4)將步驟3)得到的物質經過擠出、冷卻、切粒、干燥處理，其中，雙螺桿擠出機轉速為300～400r.p.雙螺桿擠出機1～6區溫度分別為240～250℃，270～280℃，285～290℃，300～310℃，310～320℃，300～310℃，機頭為290～300℃。