[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

本發明公開了一種低翹曲、高力學性能的碳纖維聚苯硫醚復合材料及其制備方法；所述的聚苯硫醚復合材料組分按重量份分別為：聚苯硫醚樹脂40.0～80.0份、扁平碳纖維10.0～50.0份、偶聯劑0.5～1.0、成核劑0.2～1.0份、抗氧劑0.2～0.4份、潤滑劑0.2～0.4份。與目前市場上常見的截面為圓形的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料相比，本發明的扁平碳纖維增強聚苯硫醚復合材料在保持較高的力學性能和導電性能的同時，而且具有尺寸穩定、低翹曲的優良性能，提升了聚苯硫醚的應用附加值，可用于對平整度要求較高的領域。

技術領域

本發明涉及一種碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，具體涉及一種低翹曲、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，這是一種工藝簡單、適用于對力學性能、導電性及平整度有高要求的一種碳纖維增強聚苯硫醚復合材料。

背景技術

聚苯硫醚是一種結晶性能優異的高性能工程塑料，具備優異的耐熱性、耐化學腐蝕性及阻燃性，但是單獨的聚苯硫醚材料的機械性能不夠理想，限制了其應用范圍，為了滿足不同領域的需要，通常對其進行進一步改性使得電子電器、汽車、機械設備和精密儀器得到了廣泛的應用。然而，近年來，在一些應用如以塑代鋼領域對聚苯硫醚制件的力學性能、導電性、尺寸精度及平整度提出了越來越高的要求，一些制品選用截面為圓形的碳纖維填充聚苯硫醚制備復合材料，解決了聚苯硫醚制品的力學性能及導電性能，但是對于平整度要求較高制品，這種方法達不到相關要求，而一些發明者選用添加部分防翹曲劑(如玻璃微珠)能夠改善復合材料的平整度問題，但是效果不是很明顯，且會影響復合材料及制品的力學性能。

因此，為了改善碳纖維增強聚苯硫醚制品平整度要求，有必要進一步加強研究工作，開發出一種尺寸穩定性及平整度優異的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種低翹曲、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

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，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％。

所上述低翹曲、高力學性能的碳纖維增強聚苯硫醚復合材料中，

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。

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。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。

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。

所述的成核劑為目數大于等于10000目的滑石粉；