专利名称：复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法，特别是涉及一种复配纤维增强 抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚苯硫醚(PPS)的分子结构比较简单，分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能 好，不吸水。分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予聚苯硫醚以刚性，大量的 硫醚键又提供柔顺性。由于聚苯硫醚独特的结构，使得其具有良好的耐高温和热稳定性、 优良的耐化学腐蚀性、优异的物理力学性能、良好的黏接性能、良好的尺寸稳定性、优良的 阻燃性、良好的电性能。正是聚苯硫醚树脂具有诸多优异的性能，使得其广泛应用于机械、 电子、化工和航空航天领域。由于玻纤增强聚苯硫醚复合材料其体积电阻率一般在IO15至1016Q.cm的范围， 使其在抗静电要求较高的环节中难以使用，因此对玻纤增强聚苯硫醚复合材料抗静电的研 究成为了重要的研究方向。目前较为常见的方法有1)加入抗静电剂(如季铵盐类、磺酸 盐类、烷基磷酸酯类、磺酸基甜菜碱类或烷基醇酰胺类等等)；2)加入导电炭黑；3)加入 碳纤维。这三种方法均存在一定的问题，聚苯硫醚树脂为特种工程塑料，其加工温度较高 (270至330°C)，常用的抗静电剂难以在此加工温度使用。通过添加导电炭黑实现抗静电 的目的，其添加量较高，较高量的导电炭黑的加入，使得其难以较好的分散在聚苯硫醚复合 材料中，使得通过添加导电炭黑来实现抗静电作用的聚苯硫醚复合材料力学性能有明显的 下降。加入碳纤维能较好的实现抗静电作用，但其成本较高，使得其在工业应用中受到了限 制。本发明的重点就是根据目前增强抗静电聚苯硫醚复合材料所存在的问题，提供一 种即满足其抗静电和力学性能的要求，同时大大降低了成本的增强抗静电聚苯硫醚复合材 料的制备方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是通过玻璃纤维和碳纤维复配技术得到一种即满足较 高的抗静电要求(体积电阻率< 105Ω.cm)，同时保持较高的力学性能的聚苯硫醚复合材 料。本发明还要提供该复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料的制备方法。本发明的目的是通过下列技术方案实现的—种复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，包括下列重量百分比的组分聚苯 硫醚树脂50至55%、碳纤维15至25%、玻璃纤维15至25%、偶联剂0. 5至1. 5%、抗氧剂 0.5至1%、增韧剂3至7%。所述碳纤维为嫘萦系碳纤维、PAN基碳纤维、浙青基碳纤维或气相成长碳纤维中的一种。所述玻璃纤维包括无碱纤维、中碱纤维、高碱纤维、高硅氧纤维或石英纤维中的一种。所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或硼酸 酯偶联剂中的一种或几种复配。所述抗氧剂包括β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3， 5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N，N’ -1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酰胺、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种复配。所述增韧剂为无规乙烯_丙烯酸酯_马来酸酐三元共聚物、无规乙烯_丙烯酸 酯_甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶或马来酸酐接枝聚烯 烃弹性体中的一种或几种复配。本发明还提供了上述复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以 下步骤1)配料步骤将聚苯硫醚树脂50至55 %、碳纤维15至25 %、玻璃纤维15至25 %、偶联剂0. 5至 1. 5%、抗氧剂0. 5至1%、增韧剂3至7%加入高速配料搅拌机中，速度为1000 1300rpm 高速混合1至3分钟；2)挤出步骤将混合后的预混料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度 区一段温度270至300°C、二段温度280至310°C、三段温度285至310°C、四段温度290 至315 °C、五段温度295至315 °C、机头温度295至315 °C;主机频率30至35Hz ；喂料频率 10至15Hz ；切粒机转速300至800r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，即制得 复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。从本发明的上述技术特征可以看出，本发明的优点在于利用玻璃纤维和碳纤维 复配技术，在较好地保持了聚苯硫醚复合材料力学性能的同时，使得其具有较好的抗静电 性能，而且较大幅度降低了聚苯硫醚复合材料成本。另外，本发明复配纤维增强抗静电聚苯 硫醚复合材料的熔体流动性好，易注塑成型，长期使用温度为200至220°C。
具体实施例方式下面通过结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明实施例1本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53.7%、嫘萦系碳纤维 15%、无碱纤维25%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5%、硅烷偶联剂0. 6%、 β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0. 7%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为8. 9 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为220MPa ；悬臂梁缺口冲击强度为 12KJ/m2。实施例2本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂54.7%、嫘萦系碳纤维 18%、无碱纤维22%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物3. 5%、硅烷偶联剂1%、 β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0. 8%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合3分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度285°C、三段温度290°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速500r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为3. 3 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为225MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 10KJ/m2。实施例3本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂54. 1%、PAN基碳纤维 15%、无碱纤维25%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4%、硅烷 偶联剂1%、β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0.9%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度290°C、三段温度295°C、四段温度295°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为6. 1 X IO6 Ω . cm ；拉伸强度为155MPa ；弯曲强度为215MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 llKJ/m2。实施例4本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53%、PAN基碳纤维20%、 无碱纤维20%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5%、硅烷偶联剂1%、β - (3， 5- 二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯1 %。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速500r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为5. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为150MPa ；弯曲强度为206MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13KJ/m2。实施例5本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂54.8%、嫘萦系碳纤维17%、中碱纤维23%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物3. 4%、硅烷偶联剂 0.8%, β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合3分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度285°C、三段温度290°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度310°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速500r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为5. 6Χ105Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为220MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 10. 5KJ/m2。实施例6本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53. 5%、PAN基碳纤维 16 %、中碱纤维24 %、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物4. 5 %、钛酸酯偶联剂 1%、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度275°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为8. 2 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为155MPa ；弯曲强度为212MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 llKJ/m2。实施例7本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53%、浙青基碳纤维 17%、中碱纤维23%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物5%、钛酸 酯偶联剂1 %、四[β _ (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1 %。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合3分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度285°C、三段温度290°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度310°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速500r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为7. 2Χ106Ω. cm ；拉伸强度为155MPa ；弯曲强度为210MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12. 5KJ/m2。实施例8本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53.7%、浙青基碳纤维 15%、无碱纤维25%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物5%、钛酸 酯偶联剂0.6%、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0.7%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混
6料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为7. 9Χ105Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为220MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12KJ/m2。实施例9本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53. 1%、浙青基碳纤维 20%、中碱纤维20%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物5. 5%、硅 烷偶联剂0.6%、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.8%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度285°C、三段温度290°C、四段温度295°C、五段温度300°C、机头温度305°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为4. 1 X IO5 Ω . cm ；拉伸强度为150MPa ；弯曲强度为205MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13KJ/m2。实施例10本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53.5%、嫘萦系碳纤维 18%、高碱纤维22%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5%、硅烷偶联剂0. 8%、 β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0. 7%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为3. 3Χ105Ω. cm ；拉伸强度为150MPa ；弯曲强度为200MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12KJ/m2。实施例11本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂54%、PAN基碳纤维15%、 高碱纤维25%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4%、铝酸酯偶联 剂1%、N，N，-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度290°C、三段温度295°C、四段温度295°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将
7切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为7. 3Χ106Ω. cm ；拉伸强度为145MPa ；弯曲强度为205MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 10KJ/m2。实施例12本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53%、PAN基碳纤维20%、 高硅氧纤维20%、无规乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物5%、磷酸酯偶联剂1%、三 (2,4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯1 %。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为2. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为225MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13KJ/m2。实施例13本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂52%、嫘萦系碳纤维 18%、高硅氧纤维22%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物6%、磷 酸酯偶联剂1%、N，N’ -1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度290°C、三段温度295°C、四段温度295°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为2. 9Χ105Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为235MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13. 3KJ/m2。实施例14本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂51%、嫘萦系碳纤维 20%、、无碱纤维20%、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶7%、铝酸酯偶联剂1%、N，N’ -1，6-亚 已基-双[3- (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺1 %。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为8. 2 X IO4 Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为215MPa ；悬臂梁缺口冲击强度为 10KJ/m2。实施例15本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂52%、嫘萦系碳纤维 17%,高硅氧纤维23%、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶3%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯 酸缩水甘油酯三元共聚物3 %、铝酸酯偶联剂1 %、N，N，-1，6-亚已基-双[3- (3，5- 二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为7. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为163MPa ；弯曲强度为220MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12KJ/m2。实施例16本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂53. 5%、气相成长碳纤维 15%、无碱纤维24%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物5%、铝酸 酯偶联剂1. 5%、N，N，-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区_段温度270°C、二段温 度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为5. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为220MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13KJ/m2。实施例17本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂54%、气相成长碳纤维 20%,,中碱纤维20%、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体4%、硅烷偶联剂1 %、三(2，4-二叔丁基 苯基)亚磷酸酯1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为2. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为168MPa ；弯曲强度为230MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 8KJ/m2。实施例18
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本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂51%、气相成长碳纤维 18%、高硅氧纤维22%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4%、马 来酸酐接枝聚烯烃弹性体3 %、铝酸酯偶联剂1 %、N，N’ -1，6-亚已基-双[3- (3，5- 二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为4. 2Χ105Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为225MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12. 5KJ/m2。实施例19本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂52. 5%、PAN基碳纤维 17 %、无碱纤维22 %、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4%、马 来酸酐接枝三元乙丙橡胶3%、磷酸酯偶联剂0.8%、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯 0. 7%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为4. 9 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为155MPa ；弯曲强度为225MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 11.8KJ/m2。实施例20本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂52%、嫘萦系碳纤维 17%、石英纤维23%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物6%、铝酸 酯偶联剂0. 5 %、磷酸酯偶联剂0. 5 %、N，N，-1，6-亚已基-双[3- (3，5- 二叔丁基_4_羟基 苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合2分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速400r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为6. 3 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为210MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 13KJ/m2。实施例21
本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂50.7%、PAN基碳纤维 20%、石英纤维20%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物3%、无规 乙烯_丙烯酸酯_马来酸酐三元共聚物2%、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶2%、磷酸酯偶 联剂0.8%、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯0.7、四[β-(3，5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0. 8。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度270°C、二段 温度280°C、三段温度285°C、四段温度290°C、五段温度295°C、机头温度295°C ；主机频率 30Hz ；喂料频率10Hz ；切粒机转速300r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为7. OX IO5 Ω. cm ；拉伸强度为165MPa ；弯曲强度为240MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 12. 4KJ/m2。实施例22本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂50.5%、浙青基碳纤维 18 %、高硅氧纤维22 %、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物3 %、马 来酸酐接枝三元乙丙橡胶3%、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体1%、硼酸酯偶联剂1. 5%、N， N，-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺1%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度290°C、三段温度295°C、四段温度295°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为9. 8 X IO5 Ω. cm ；拉伸强度为160MPa ；弯曲强度为230MPa ；悬臂梁缺口冲击强 度为 14KJ/m2。实施例23本实施例中采用下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂50%、PAN基碳纤维15%、 石英纤维25%、无规乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物4%、马来酸酐接 枝三元乙丙橡胶3 %、硅烷偶联剂0. 5 %、硼酸酯偶联剂1 %、β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基 苯)丙酸十八碳醇酯0.9%、Ν，N，-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙 酰胺0.6%。将上述比例的各组分加入高速配料搅拌机中，高速混合1分钟；将混合后的预混 料置于双螺杆中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区一段温度280°C、二段 温度290°C、三段温度295°C、四段温度295°C、五段温度295°C、机头温度300°C ；主机频率 35Hz ；喂料频率15Hz ；切粒机转速600r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，将 切好的粒子打包，即制得复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。将制得的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料检测后得到其性能检测结果为 体积电阻率为4. 1 X IO6 Ω . cm ；拉伸强度为150MPa ；弯曲强度为210MPa ；悬臂梁缺口冲击强
11度为 llKJ/m2。 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于包括下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂50至55％、碳纤维15至25％、玻璃纤维15至25％、偶联剂0.5至1.5％、抗氧剂0.5至1％、增韧剂3至7％。
2.根据权利要求1所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 碳纤维为嫘萦系碳纤维、PAN基碳纤维、浙青基碳纤维或气相成长碳纤维中的一种。
3.根据权利要求1所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 玻璃纤维包括无碱纤维、中碱纤维、高碱纤维、高硅氧纤维或石英纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂中的 一种或几种复配。
5.根据权利要求1所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所 述抗氧剂包括β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、Ν，Ν’-1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基 苯基)丙酰胺、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种复配。
6.根据权利要求1所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，其特征在于所述 增韧剂为无规乙烯_丙烯酸酯_马来酸酐三元共聚物、无规乙烯_丙烯酸酯_甲基丙烯酸 缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶或马来酸酐接枝聚烯烃弹性体中的一 种或几种复配。
7.权利要求1至6任一权利要求所述的复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料的制备 方法，其特征在于包括以下步骤1)配料步骤将聚苯硫醚树脂50至55%、碳纤维15至25%、玻璃纤维15至25%、偶联剂0. 5至 1. 5%、抗氧剂0. 5至1%、增韧剂3至7%加入高速配料搅拌机中，速度为1000 1300rpm 高速混合1至3分钟；2)挤出步骤将混合后的预混料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒，其挤出工艺为双螺杆机温度区 一段温度270至300°C、二段温度280至310°C、三段温度285至310°C、四段温度290至 315°C、五段温度295至315°C、机头温度295至315°C;主机频率30至35Hz ；喂料频率10 至15Hz ；切粒机转速300至800r/min ；将挤出的物料冷却，送入切粒机中切粒，即制得复 配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料。
全文摘要
本发明提供了一种复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料，包括下列重量百分比的组分聚苯硫醚树脂50-55％、碳纤维15-25％、玻璃纤维15-25％、偶联剂0.5-1.5％、抗氧剂0.5-1％、增韧剂3-7％。本发明还提供了该材料的制备方法。本发明利用玻璃纤维和碳纤维复配技术，在较好地保持了聚苯硫醚复合材料力学性能的同时，使得其具有较好的抗静电性能，而且较大幅度降低了聚苯硫醚复合材料成本。另外，本发明复配纤维增强抗静电聚苯硫醚复合材料的熔体流动性好，易注塑成型，长期使用温度为200-220℃。
文档编号B29C47/92GK101921485SQ201010270908
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者余雪江, 刘涛, 孙素明, 王宪忠, 芦艾 申请人:中国工程物理研究院化工材料研究所