專利名稱：：一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚苯硫醚(PPS)是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，其突出特點(diǎn)是耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、不燃、機(jī)械性能和電性能優(yōu)異。主要用于汽車制造、電子電器、機(jī)械行業(yè)、化工儀器儀表和航天工業(yè)等。但是PPS和其他塑料一樣，與金屬的主要區(qū)別在于它的低導(dǎo)熱性能，限制了它不能在某些領(lǐng)域代替金屬。隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些對(duì)材料導(dǎo)熱性能要求較高的領(lǐng)域如換熱工程、電磁屏蔽、電子信息等領(lǐng)域，對(duì)導(dǎo)熱材料提出了更高的要求，希望材料具有優(yōu)良的綜合性能。塑料的導(dǎo)熱系數(shù)很小，提高其導(dǎo)熱性能的途徑主要有兩種，一是合成具有高導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)構(gòu)塑料，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，它們是主要通過(guò)電子導(dǎo)熱機(jī)制實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱，或具有完整結(jié)晶性。但是此種方式受聚合物本身結(jié)構(gòu)限制，不能適用于所有的材料；二是用高導(dǎo)熱填料對(duì)塑料進(jìn)行填充。大多數(shù)塑料采用第二種方法提高其導(dǎo)熱系數(shù)。目前通過(guò)此種方法制得的導(dǎo)熱塑料大多是普通塑料，如PP、PE等，但針對(duì)高性能的高導(dǎo)熱聚苯硫醚(PPS)的復(fù)合材料還沒(méi)有。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法，使得制得的材料具有突出的導(dǎo)熱性和物理機(jī)械性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種高導(dǎo)熱聚苯艱u醚復(fù)合材料，其組成按質(zhì)量配比為(份)聚苯硫醚100,導(dǎo)熱劑50~150,玻璃纖維30~100,偶聯(lián)劑0.5~5，其他助劑0-5。其中，所述聚苯硫醚為第二代高分子量線性樹(shù)脂，分子量大于50000。其中，所述的導(dǎo)熱劑為金屬粉、石墨、碳纖維、金屬氧化物、金屬氮化物、SiC中的一種或幾種復(fù)合。其中，所述玻璃纖維為無(wú)堿無(wú)捻長(zhǎng)玻璃纖維。其中，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑。其中，所述其他助劑為抗氧劑、紫外線吸收劑、加工助劑。一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，包括步驟a:在按質(zhì)量配比稱取的導(dǎo)熱劑中加入其質(zhì)量的0.5~2.5%的偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，處理溫度307(TC，處理時(shí)間515min;b:按重量配比稱取聚苯硫醚樹(shù)脂，與處理好的導(dǎo)熱劑、其他助劑一起投入到高速混合器中干混3~5min;c:將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，玻璃纖維由玻纖口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度265-29(TC，二區(qū)溫度265-300°C，三區(qū)溫度265-300°C,四區(qū)溫度265-290。C,機(jī)頭285-300°C，停留時(shí)間23min,壓力為12-18MPa。以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1:本發(fā)明采用高導(dǎo)熱填料對(duì)聚苯硫醚復(fù)合材料進(jìn)行填充，得到的復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱性能。2:本發(fā)明制得的高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料在具有高導(dǎo)熱性能的同時(shí)，保持材料的其他各項(xiàng)物理力學(xué)性能優(yōu)異。3:本發(fā)明提出的高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備工藝簡(jiǎn)單。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，其組成按質(zhì)量配比為(份)聚苯辟f醚100，導(dǎo)熱劑50~150,玻璃纖維30-100,偶聯(lián)劑0.5~5，其他助劑0~5。其中，所述聚苯辟Jt為第二代高分子量線性樹(shù)脂，分子量大于50000;所述的導(dǎo)熱劑為金屬粉、石墨、碳纖維、金屬氧化物、金屬氮化物、SiC中的一種或幾種復(fù)合。所述玻璃纖維為無(wú)堿無(wú)捻長(zhǎng)玻璃纖維。所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑。所述其他助劑為抗氧劑、紫外線吸收劑、加工助劑等。一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，包括步驟a:在按質(zhì)量配比稱取的導(dǎo)熱劑中加入其質(zhì)量份數(shù)的0.5~2.5%的偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，處理溫度30~70°C，處理時(shí)間5~15min;b:按重量配比稱取聚苯硫醚樹(shù)脂，與處理好的導(dǎo)熱劑、其他助劑一起投入到高速混合器中干混3~5min;c:將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，玻璃纖維由玻纖口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度265-290。C,二區(qū)溫度265-300°C,三區(qū)溫度265-300°C，四區(qū)溫度265-290°C，才幾頭285-300°C,4亭留時(shí)間23min,壓力為12-18MPa。實(shí)施例1:先用2份偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑銅粉IOO份進(jìn)行處理，然后稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0.5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)29(TC;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間2~3min。壓力為15MPa。實(shí)施例2:先用2份偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑石墨I(xiàn)OO份進(jìn)行處理，然后稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0.5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)290°C;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間2~3min。壓力為15MPa。實(shí)施例3:先用2份偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑氧化鎂100份進(jìn)行處理，然后稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0.5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)290°C;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間2-3min。壓力為15MPa。實(shí)施例4:先用l份偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑氧化鎂50份進(jìn)行處理，然后稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0,5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)2卯。C;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間2~3min。壓力為15MPa。實(shí)施例5:先用3份偶聯(lián)劑對(duì)導(dǎo)熱劑氧化鎂150份進(jìn)行處理，然后稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0.5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)290°C;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間23min。壓力為15MPa。對(duì)比例稱取PPS100份，玻璃纖維50份，其他助劑0.5。將混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混，擠出造粒成復(fù)合材料。其中，螺桿各加溫區(qū)溫度設(shè)置分別為一區(qū)溫度270°C;二區(qū)285°C;三區(qū)285。C;四區(qū)290°C;機(jī)頭285°C;停留時(shí)間23min。壓力為15MPa。性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度按GB/T1040標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm):170(長(zhǎng))x(20±0.2)(端部寬度)x(4±0.2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min;彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB9341/T標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm):(80±2)x(10±0.2)x(4±0.2)，彎曲速度為20mm/min;缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T1043標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm):(80±2)x(10±0.2)x(4士0.2);缺口類型為A類，缺口剩余厚度為3.2mm。導(dǎo)熱系數(shù)按GB/T3139-2005標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)施例1~5、對(duì)比例的配方及材料性能見(jiàn)表1:表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上表可以看出，添加同樣質(zhì)量份數(shù)的銅粉、石墨和氧化鋁，石墨的導(dǎo)熱系數(shù)最高，是玻纖增強(qiáng)PPS的54倍。但添加銅粉和石墨會(huì)降低復(fù)合材料的體積電阻率，無(wú)法用于要求絕緣場(chǎng)合。添加氧化鋁做導(dǎo)熱劑，其導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)金屬粉、石墨等要低很多，但是日常生活中的器件的熱傳導(dǎo)以對(duì)流為主，對(duì)流傳熱不僅與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，而且與表面積有關(guān)，塑料的柔軟性使其比金屬在制品設(shè)計(jì)上更加靈活，進(jìn)行有利于傳熱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，導(dǎo)熱系數(shù)在1~10W/(m'K)的熱塑性塑料既可以達(dá)到某些使用金屬部件的場(chǎng)合的導(dǎo)熱要求。隨氧化鋁的添加量的增加，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)也隨之增加。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。權(quán)利要求1、一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于，其組成按質(zhì)量配比為(份)聚苯硫醚(PPS)100；導(dǎo)熱劑50-150；玻璃纖維30-100；偶聯(lián)劑0.5-5；其它助劑0-5。2、如權(quán)利要求1所述的高導(dǎo)熱聚苯石克醚復(fù)合材料，其特征在于所述聚苯硫醚為第二代高分子量線性樹(shù)脂，分子量大于50000。3、如權(quán)利要求1或2所述的高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述的導(dǎo)熱劑為金屬粉、石墨、碳纖維、金屬氧化物、金屬氮化物、SiC中的一種或幾種復(fù)合。4、如權(quán)利要求3所述的高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述玻璃纖維為無(wú)堿無(wú)捻長(zhǎng)玻璃纖維。5、如權(quán)利要求4所述的高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑。6、如權(quán)利要求5所述的高導(dǎo)熱聚苯石克醚復(fù)合材料，其特征在于所述其他助劑為抗氧劑、紫外線吸收劑、加工助劑。7、一種如權(quán)利要求1所述高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟a:在按質(zhì)量配比稱取的導(dǎo)熱劑中加入其質(zhì)量的0.5~2.5%的偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，處理溫度3070。C,處理時(shí)間515min;b:按重量配比稱取聚苯硫醚樹(shù)脂，與處理好的導(dǎo)熱劑、其他助劑一起投入到高速混合器中干混3~5min;c:將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，玻璃纖維由玻纖口加入，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度265-290。C，二區(qū)溫度265-300°C，三區(qū)溫度265-300°C，四區(qū)溫度265-290°C,機(jī)頭285-300°C，停留時(shí)間23min，壓力為12-18MPa。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種高導(dǎo)熱聚苯硫醚(PPS)復(fù)合材料及其制備方法。其組成按質(zhì)量配比為(份)聚苯硫醚100，導(dǎo)熱劑50～150，玻璃纖維30～100，偶聯(lián)劑0.5～5，其他助劑0～5。該復(fù)合材料的制造方法包括以下工藝步驟首先將原料按上述比例混合，然后進(jìn)入塑料雙螺桿擠出機(jī)中，其中玻璃纖維由雙螺桿擠出機(jī)的玻纖口加入，溫度控制在260～300℃，再進(jìn)行造粒，得到高導(dǎo)熱聚苯硫醚復(fù)合材料。本發(fā)明的材料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，高導(dǎo)熱系數(shù)。文檔編號(hào)C08K3/00GK101113240SQ20071007648公開(kāi)日2008年1月30日申請(qǐng)日期2007年8月23日優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日發(fā)明者東徐,李紅敏,永賀申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司