纤复合材料，即碳纤增强聚苯硫醚复合材料，并且其较以往耐热性更好，还具 有优良的韧性等特点。
[0053] 相应地，本发明还提供了一种上文所述的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方 法，包括：
[0054] 将聚苯硫醚、碳纤维、可溶性聚四氟乙烯、聚硅氧烷和抗氧剂混合后，进行熔融混 炼，得到碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
[0055] 本发明实施例优选将聚苯硫醚、可溶性聚四氟乙烯、聚硅氧烷和抗氧剂混合，得到 混合树脂基料；然后把碳纤维与所述混合树脂基料混合，进行熔融混炼，得到碳纤维增强聚 苯硫醚复合材料。
[0056] 在本发明中，各物料的内容如前文所述，在此不再赘述。本发明制备复合材料所用 的设备为行业常规设备，如可按配比将聚苯硫醚和各物料混合，通过搅拌机搅拌完成常规 混合，得到混合好的混合树脂基料。
[0057] 得到混合树脂基料后，本发明实施例可把碳纤维与混合树脂基料加入到双螺杆挤 出机中，经双螺杆挤出机在一定温度下熔融剪切、混炼，挤出造粒，即得到碳纤聚苯硫醚复 合材料粒料。生产收集后，即为本发明碳纤增强聚苯硫醚的复合材料。
[0058] 本发明实施例熔融混炼的过程可参见图1，图1为本发明实施例熔融混炼的流程 示意图。图1中，将混合好的树脂基料、碳纤维分别加入双螺杆挤出机上相应的料筒内，经 双螺杆挤出机熔融混炼，挤出造粒，得到成品料。
[0059] 在本发明中，所述熔融混炼的温度优选为250°C~300°C。在本发明的一些具体实 施例中，在挤出过程中，挤出机的螺杆转速为300转/min、喂料转速为305转/min、碳纤喂 料转速为40转/min;切料速度为450转/min。
[0060] 得到碳纤增强聚苯硫醚的复合材料后，本发明对其进行性能测试。结果表明，本发 明采用聚苯硫醚作为基体，结合碳纤维（长碳纤维强度比短碳纤维的强）和其他助剂，制备 出的材料具有高强度、质量轻、耐疲劳、模量大和热膨胀系数低等优点，其有良好的自润滑 性，摩擦系数小，磨耗低、抗疲劳性能好，耐热温度高，且韧性较以往更好。
[0061] 此外，采用本发明的方法制备的碳纤复合材料可代替压铸铝材等材料，使产品生 产工艺变得简单、快捷，产品性能提高，而且还能大幅度降低产品成本。使用本发明的新型 碳纤复合材料，能为社会节省大量的能源；而且回收再利用容易，只需加热熔融后注塑成型 即可，更加简单、方便、省时，生产周期短、生产效率高。
[0062] 为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的碳纤维增强聚苯硫醚复 合材料及其制备方法进行具体地描述。
[0063] 以下实施例中，选用四川德阳公司的注塑级聚苯硫醚树脂（PPS-hb)，其重均分子 量为48000,熔体流动速率192g/10min;灰分为0. 27wt%，水分为0. 22wt% ;燃烧等级为 V-0 ;碳纤维为日本东丽公司生产的T700 ;采用3F公司提供的可溶性聚四氟乙烯FR-502 ; 采用济南珍东化工公司生产的聚硅氧烷HT5504;硅酮粉为四川晨光化学公司提供的硅酮 粉。
[0064] 实施例1
[0065] (1)、碳纤维的处理：在室温条件下，把25kg碳纤维（以每把质量为500g-卷， 共50卷）放入装有600L配好处理液（处理剂的浓度为2.OmL/L，处理液包括水、硅烷偶联 剂（四川晨光化学公司提供的KH560)、钛酸钾偶联剂、硝酸铈铵和乙醇）的处理池中，放置 8分钟处理；处理后拿出放干，再将处理后的碳纤维在110°C烘干，24小时后得到改性碳纤 维。
[0066] (2)、将58 %的聚苯硫醚、8 %的可溶性聚四氟乙烯、2 %的聚硅氧烷、1 %的抗氧剂 1010和1 %的硅酮粉配料，混合均匀，得到混合树脂基料；
[0067] (3)、将30%的步骤（1)处理后的碳纤维与步骤（3)得到的混合树脂基料加入双螺 杆挤出机，经双螺杆挤出机在250°C~300°C温度下熔融剪切、混炼，挤出造粒，得到颗粒状 的碳纤增强聚苯硫醚复合材料；生产收集后，即为本发明碳纤增强聚苯硫醚复合材料。
[0068] 本发明实施例对得到的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料样品进行性能测试，结果参 见表1，表1为实施例1制得的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的性能测试结果。
[0069] 表1实施例1制得的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的性能测试结果
[0070]
[0071] 从上表1可知，本发明制备的复合材料具有导电、润滑、高模量、低密度、耐高温、 低磨耗和韧性好等优点。
[0072] 实施例2
[0073] (1)、碳纤维的处理：在室温条件下，把25kg碳纤维（以每把质量为500g-卷，共 50卷）放入装有600L配好处理液（处理剂的浓度为2.OmL/L，处理液包括水、硅烷偶联剂 (同实施例1)、钛酸钾偶联剂、硝酸铈铵和乙醇）的处理池中，放置5分钟处理；处理后拿出 放干，再将处理后的碳纤维在l〇〇°C烘干，26小时后得到改性碳纤维。
[0074] (2)、将53. 7 %的聚苯硫醚、7 %的可溶性聚四氟乙烯、2%的聚硅氧烷、1. 3 %的抗 氧剂168和1%的硅酮粉配料，混合均勾，得到混合树脂基料；
[0075](3)、将35%的步骤（1)处理后的碳纤维与步骤（3)得到的混合树脂基料加入双螺 杆挤出机，经双螺杆挤出机在250°C~300°C温度下熔融剪切、混炼，挤出造粒，得到颗粒状 的碳纤增强聚苯硫醚复合材料；生产收集后，即为本发明碳纤增强聚苯硫醚复合材料。
[0076] 实施例3
[0077] (1)、碳纤维的处理：在室温条件下，把25kg碳纤维（以每把质量为500g-卷，共 50卷）放入装有600L配好处理液（处理剂的浓度为2.OmL/L，处理液包括水、硅烷偶联剂 (同实施例1)、钛酸钾偶联剂、硝酸铈铵和乙醇）的处理池中，放置10分钟处理；处理后拿 出放干，再将处理后的碳纤维在120°C烘干，20小时后得到改性碳纤维。
[0078] (2)、将60 %的聚苯硫醚、9 %的可溶性聚四氟乙烯、2 %的聚硅氧烷、1 %的抗氧剂 1010和2%的硅酮粉配料，混合均匀，得到混合树脂基料；
[0079] (3)、将26%的步骤（1)处理后的碳纤维与步骤（3)得到的混合树脂基料加入双螺 杆挤出机，经双螺杆挤出机在250°C~300°C温度下熔融剪切、混炼，挤出造粒，得到颗粒状 的碳纤增强聚苯硫醚复合材料；生产收集后，即为本发明碳纤增强聚苯硫醚复合材料。
[0080] 由以上实施例可知，本发明制备得到的聚苯硫醚复合材料的耐热温度高，耐热性 优良；且其韧性较以往更好，具有优良的力学性能等特点，利于应用。
【主权项】
1. 一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，由混合物料经混炼制得； 所述混合物料包括如下质量分数的组分： 50 %~70 %的聚苯硫醚； 20 %~35 %的碳纤维； 5%~10%的可溶性聚四氟乙烯； 2%~5%的聚硅氧烷； 1 %~2%的抗氧剂。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括54%~60%的聚 苯硫醚。3. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚苯硫醚的重均分子量为 40000 ~50000。4. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳纤维为用硅烷偶联剂和硝酸 铈铵处理后的改性碳纤维。5. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括6%~8%的可溶 性聚四氟乙烯。6. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010和抗氧 剂168中的至少一种。7. 根据权利要求1~6任一项所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料还包括相容 剂。8. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括如下质量分数的 组分： 58 %的聚苯硫醚； 30 %的碳纤维； 8%的可溶性聚四氟乙烯； 3%的聚硅氧烷； 1 %的抗氧剂。9. 一种权利要求1所述的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括： 将聚苯硫醚、碳纤维、可溶性聚四氟乙烯、聚硅氧烷和抗氧剂混合后，进行熔融混炼，得 到碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔融混炼的温度为250Γ~ 300。。。
【专利摘要】本发明涉及新型高性能碳纤复合材料技术领域，本发明提供了一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，其由混合物料经混炼制得；所述混合物料包括如下质量分数的组分：50％～70％的聚苯硫醚；20％～35％的碳纤维；5％～10％的可溶性聚四氟乙烯；2％～5％的聚硅氧烷；1％～2％的抗氧剂。本发明主要以聚苯硫醚、碳纤维、可溶性聚四氟乙烯、聚硅氧烷和抗氧剂为混合物料，经混炼得到碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。在本发明中，各组分互相配合、综合作用，能够提高聚苯硫醚复合材料的韧性和耐热性。结果表明，本发明提供的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的耐热温度高，且韧性相比以往更好。
【IPC分类】C08L83/04, C08K7/06, C08K9/04, C08L81/02, C08L27/18, C08K9/06
【公开号】CN105348796
【申请号】CN201510954533
【发明人】咸旭胜
【申请人】重庆可益荧新材料有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月17日