[發明專利]一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料

在審

• 申請號: 202110420484.5
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113045900A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 左振杰;于曉寧;田洪池;陳軍;陳青葵;李偉偉;張偉衛
• 申請（專利權）人: 山東道恩高分子材料股份有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08K7/06;C08K9/00;C08K5/29;C08J5/06
• 代理公司: 濟南尚本知識產權代理事務所(普通合伙) 37307
• 代理人: 董潔

一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，包括如下重量份數的物質：連續碳纖維5?65份、聚苯硫醚樹脂30?95份，界面改性劑0.3?10份，加工改性劑0.3?1份。本發明制備的復合材料利用碳纖維處理工藝和界面改性劑有效改善了連續碳纖維與聚苯硫醚樹脂之間的界面結合性能，制備得到了高強度、耐熱的連續碳纖維/聚苯硫醚復合材料，在航天、軍工、交通車輛、體育用品行業應用前景優良。

技術領域

本發明屬于碳纖維聚苯硫醚復合材料領域，具體地說是一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料。

背景技術

碳纖維增強聚苯硫醚材料，目前通常采用對聚苯硫醚樹脂進行改性或對碳纖維表面上漿處理等方法來增強碳纖維與聚苯硫醚的界面結合強度。

文獻《ImprovementofMechanicalPropertiesofPolyphenyleneSulfide/CarbonFiberCompositesModifiedbyAminatedReinforcement》，HRui，KZhang，...MaterialsScienceForum(2015)，采用不同質量分數的氨化聚苯硫醚對碳纖維增強聚苯硫醚復合材料進行改性，含7wt％PPS-NH2的PPS/CF復合材料的的拉伸強度提高了12.5％。

塑料工業,2013(01)，P100，報道了通過耐高溫性的環氧樹脂引入CF增強的PPS復合材料的界面中改善界面,提高CF增強聚苯硫醚復合材料性能。

然而，上述現有方法通過對碳纖維進行處理，雖然在一定程度上提高了CF/聚苯硫醚復合材料的力學性能，但碳纖維表面惰性太強，普通改性劑與其反應的活性很低；同時，聚苯硫醚也是極性較弱的材料，端基反應活性低。所以，其報道的碳纖維聚苯硫醚增強材料強度提升仍然不盡人意，不能滿足軍工航天領域對材料高強度的特殊要求，需要進一步改進。

發明內容

本發明提供一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，用以解決現有技術中的缺陷。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，包括如下重量份數的物質：連續碳纖維5-65份、聚苯硫醚樹脂30-95份，界面改性劑0.3-10份，加工改性劑0.3-1份。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的聚苯硫醚樹脂為帶有大量羧基端基的線性寬分子量分布的聚苯硫醚樹脂。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的聚苯硫醚樹脂為末端基含有巰基或羧基的下列結構的聚苯硫醚樹脂。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的聚苯硫醚樹脂在樹脂合成反應后期經過乙酸處理，從而使苯硫醚樹脂帶有帶有大量羧基端基。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的界面改性劑為帶有NCO異氰酸酯基化合物。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的界面改性劑為TDI和MDI其中的任意一種。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的MDI，二苯基甲烷二異氰酸酯，有4,4-MDI，2,4-MDI，2,2-MDI異構體，以及改性MDI，MDI低聚物等。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，所述的TDI，甲苯二異氰酸酯，有2,4-TDI，2,6-TDI異構體。

如上所述的一種連續碳纖維增強聚苯硫醚復合材料，其制備方法包括如下步驟：

步驟一：連續碳纖維經等離子體處理，牽引至混流板；

步驟二：聚苯硫醚樹脂、界面改性劑、加工助劑混合均勻，通過喂料設備進入擠出機熔融混合，引入混流板；