一種透波聚苯硫醚復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及具有電磁功能的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合材料的改性與加工技術(shù)。以熔體流動速率較好的聚苯硫醚樹脂為基體、通過添加接枝彈性體、增強纖維和非極性助劑。本發(fā)明涉及的透波聚苯硫醚復(fù)合材料，至少包括熔體流動速率不低于20g/min的聚苯硫醚樹脂51-58份，接枝增韌劑5-8份，增強纖維30-36份，含氟功能助劑3-6份，采用擠出工藝加工，得到的改性聚苯硫醚強度高、低溫韌性好（滿足-55℃連續(xù)使用要求，-60℃～170℃長期使用）、電氣和機械性能隨環(huán)境（溫度、濕度）變化條件下、電磁波透過率高（≥95%），材料流動性好、可注塑成型等特點，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的薄壁透波制品的注射加工成型，特別適用于高頻薄壁透波制品的加工成型。
【專利說明】一種透波聚苯硫醚復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及具有電磁功能的結(jié)構(gòu)功能復(fù)合材料的改性與加工技術(shù)，特別涉及聚苯硫醚改性技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波透波材料是指對波長在Imm~1000mm，頻率在0.3GHz~300GHz范圍的電磁波的透過率大于70%的材料。
[0003]CN101838462A公開的“玻纖增強耐潮濕高電阻率聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法”的專利，其配方組分包括聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚乙烯、玻璃纖維、偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑材料，解決了聚苯硫醚在潮濕環(huán)境下電阻率下降問題，但該種材料低溫韌性差，無法在_55°C的低溫環(huán)境下正常工作，透波性能也不能達(dá)到要求。
[0004]CN101717580B公開的“高性能聚苯硫醚絕緣復(fù)合材料及其制備方法”，配方組分包括聚苯硫醚、玻璃纖維、表面偶聯(lián)化的無機填料、二氧化硅，該材料具有絕緣性能好、介電常數(shù)低等特點，該種材料機械強度低、低溫韌性差、熔體流動性差，不能適用于薄壁制品的成型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針聚苯硫醚材料機械強度低、韌性差、熔體流動性差、成型薄壁制品困難的問題，提供一種兼具強度、韌性和良好加工工藝的透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，以熔體流動速率較好的聚苯硫醚樹脂為基體、通過添加接枝彈性體、增強纖維和非極性助劑，在賦予材料體系較好的低溫韌性的同時提高了材料強度及穩(wěn)定的電磁性能，采用擠出工藝加工，得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明涉及的透波聚苯硫醚復(fù)合材料，至少包括如下組分，以質(zhì)量份計:
聚苯硫醚樹脂51-58
接枝增韌劑5-8
增強纖維30-36
功能助劑3-6
所述聚苯硫醚樹脂的熔體流動速率不低于20g/min，功能助劑選自聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種或其中幾種的組合，增強纖維選自高硅氧纖維、石英纖維中的一種或兩者的混合體系，所述接枝增韌劑選自馬來酸酐或甲基丙烯酸甲酯接枝增韌劑中的一種或其中幾種的組合；采用常規(guī)擠出工藝加工，擠出機在270°C~310°C溫度范圍內(nèi)熔融混合，同時引入增強纖維，經(jīng)拉絲、水冷造粒得到的改性聚苯硫醚。
[0008]本發(fā)明涉及的改性聚苯硫醚，至少包括聚苯硫醚、功能助劑、增強劑，其原料質(zhì)量組成優(yōu)選為:
聚苯硫醚樹脂52-56
接枝增韌劑5-7增強纖維31-35
功能助劑4-6
本發(fā)明涉及的改性聚苯硫醚，所述增強纖維選自短切或連續(xù)纖維中的一種或其組合。
[0009]本發(fā)明涉及的改性聚苯硫醚，所述功能助劑顆粒直徑不大于50目。
[0010]本發(fā)明涉及的改性聚苯硫醚，所述接枝增韌劑選自馬來酸酐接枝EPDM、馬來酸酐接枝SEBS、馬來酸酐接枝SBS、甲基丙烯酸甲酯接枝EPDM、甲基丙烯酸甲酯接枝SEBS中的一種或其中幾種的組合。
[0011]本發(fā)明涉及的透波聚苯硫醚復(fù)合材料，強度高、低溫韌性好(滿足-55°c連續(xù)使用要求，-60°C~170°C長期使用)、電氣和機械性能隨環(huán)境(溫度、濕度)變化條件下、電磁波透過率高(> 95%)，材料流動性好、可注塑成型等特點，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的薄壁透波制品的注射加工成型，特別適用于高頻薄壁透波制品的加工成型。
[0012]四、【具體實施方式】
下面結(jié)合實施例對發(fā)明涉及技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，但不作為對
【發(fā)明內(nèi)容】
的限制。
[0013]實施例一
將51份熔體流動速率為20g/min聚苯硫醚樹脂、7份FG 190IX馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、3份500目M-12聚四氟乙烯、3份上海曙光化工廠生產(chǎn)的粒徑50目的聚偏二氟乙烯的混合物用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加36份BRV-800高硅氧纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min。
[0014]按重量比將計量好的聚苯硫醚樹脂、接枝增韌劑、功能助劑投入高速混合機中共混3-5分鐘，放料備用，攪拌速度為500-1000rpm。
[0015]將已混好的物料投入同向雙螺桿擠出機料斗中，經(jīng)增強劑從側(cè)喂料口引入，螺桿轉(zhuǎn)速為300-550rpm，加工溫度為270-300°C，經(jīng)熔融擠出、水冷、牽引到切粒機造粒，得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0016]該材料在高溫100°C時材料的拉伸強度為105MPa、彎曲強度為175MPa、剪切強度為58MPa、缺口沖擊強度為14kJ/m2 ;在低溫_50°C時材料的拉伸強度為llOMPa、彎曲強度為165MPa、剪切強度為56MPa、缺口沖擊強度為7kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在3.3~3.4，虛部在0.01~0.04，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率 98.1% ~99.9%o
[0017]該材料在120°C干燥6h后便可注射成型，適用于0.1mm~0.3薄壁產(chǎn)品成型，并可在-60°C~170°C范圍內(nèi)正常貯存使用。
[0018]實施例二
將56份熔體流動速率為25g/min聚苯硫醚樹脂、7份TRD-459SE甲基丙烯酸甲酯接枝氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、3份晨光化工院生產(chǎn)的粒徑50目的聚偏二氟乙烯用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加34份武漢泰克菲爾公司生產(chǎn)的短切石英纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min~350r/min ;其余工藝同實施例一,得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0019]該材料100°C的拉伸強度為lOOMPa、彎曲強度為160MPa、剪切強度為50MPa、缺口沖擊強度為14kJ/m2 ； _50°C的拉伸強度為lOOMPa、彎曲強度為160MPa、剪切強度為50MPa、缺口沖擊強度為8kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在3.31~3.41，虛部在0.01~0.03，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率96%~99%。
[0020]實施例三 將56熔體流動速率測試值為30g/min聚苯硫醚樹脂、3份TRD-318S甲基丙烯酸甲酯接枝SBS、4份150目TRD-G400EP甲基丙烯酸甲酯接枝EPDM、6份日本吳羽化學(xué)公司生產(chǎn)KFP0LYMER-1000聚偏二氟乙烯的混合物用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加31份天津硅酸鹽研究所生產(chǎn)的連續(xù)石英纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min ;其余工藝同實施例一，得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0021]該材料100°C拉伸強度為105MPa、彎曲強度為175MPa、剪切強度為58MPa、缺口沖擊強度為14kJ/m2 ;_50°C時材料的拉伸強度為llOMPa、彎曲強度為165MPa、剪切強度為56MPa、缺口沖擊強度為7kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在
3.29~3.39，虛部在0.04~0.08，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率98%，~99%。
[0022]實施例四
將55份熔體流動速率測試值為40g/min聚苯硫醚樹脂、3份TRD-G400EP甲基丙烯酸甲酯接枝EPDM、2份TRD-459SE甲基丙烯酸甲酯接枝SEBS、3份晨光化工院140目SFX-1聚四氟乙烯、2份上海曙光化工廠生產(chǎn)的粒徑50目的聚三氟氯乙烯的混合物用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加35份QCY-03-A/C短切石英纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速為450r/min ;其余工藝同實施例一，得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0023]該材料100°C的拉伸強度為105MPa、彎曲強度為172MPa、剪切強度為54MPa、缺口沖擊強度為13kJ/m2 ;-50°C時材料的拉伸強度為108MPa、彎曲強度為163MPa、剪切強度為57Pa、缺口沖擊強度為7kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在
3.28~3.38，虛部在0.038~0.088，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率96%~99.5%。
[0024]實施例五
將52份熔體流動速率測試值為50g/min聚苯硫醚樹脂、3份TU-S5265馬來酸酐接枝SEBS、3份TRD-318S馬來酸酐接枝SBS、3份日本大金公司140目M400P聚三氟氯乙烯、3份比利時索威公司生產(chǎn)的粒徑50目的聚偏二氟乙烯的混合物用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加36份珠海林然電工器材公司生產(chǎn)的BRV-800高硅氧纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速為550r/min ;其余工藝同實施例一，得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0025]該材料100 °C時材料的拉伸強度為108MPa、彎曲強度為180MPa、剪切強度為60MPa、缺口沖擊強度為14kJ/m2 ;-50°C時材料的拉伸強度為115MPa、彎曲強度為168MPa、剪切強度為55MPa、缺口沖擊強度為8kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在3.32~3.39，虛部在0.01~0.04，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率97% ~99.5%。
[0026]實施例六
將58份熔體流動速率測試值為45g/min聚苯硫醚樹脂、4份MEPR-800馬來酸酐接枝EPDM、4份FG 1901X的馬來酸酐接枝SEBS、4份上海有機氟材料研究院生產(chǎn)的140目SFX-1聚四氟乙烯的混合物用高速攪拌機混合均勻后用雙螺桿擠出機熔融擠出，在擠出過程中添加30份武漢泰克菲爾公司生產(chǎn)連續(xù)石英纖維，擠出機溫度設(shè)置為280°C~310°C，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min ;其余工藝同實施例一,得到透波聚苯硫醚復(fù)合材料。
[0027]該材料100°C的拉伸強度為99MPa、彎曲強度為170MPa、剪切強度為50MPa、缺口沖擊強度為13kJ/m2 ;_50°C時材料的拉伸強度為109MPa、彎曲強度為160MPa、剪切強度為52MPa、缺口沖擊強度為6kJ/m2。在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)，材料復(fù)介電常數(shù):實部在
3.301~3.402， 虛部在0.03~0.06，在IGHz~18GHz頻率范圍內(nèi)材料的透波率95%~98%。
【權(quán)利要求】
1.一種透波聚苯硫醚復(fù)合材料，至少包括如下組分，以質(zhì)量份計: 聚苯硫醚樹脂51-58 接枝增韌劑5-8 增強纖維30-36 功能助劑3-6 所述聚苯硫醚樹脂的熔體流動速率不低于20g/min，功能助劑選自聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯中的一種或其中幾種的組合，增強纖維選自高硅氧纖維、石英纖維中的一種或兩者的混合體系，所述接枝增韌劑選自馬來酸酐或甲基丙烯酸甲酯接枝增韌劑中的一種或其中幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚苯硫醚，至少包括聚苯硫醚、功能助劑、增強劑，其原料質(zhì)量組成優(yōu)選為: 聚苯硫醚樹脂52-56 接枝增韌劑5-7 增強纖維31-35 功能助劑4-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1或2所述的改性聚苯硫醚，所述增強纖維選自短切或連續(xù)纖維中的一種或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性聚苯硫醚，所述功能助劑顆粒直徑不大于50目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性聚苯硫醚，所述接枝增韌劑選自馬來酸酐接枝EPDM、馬來酸酐接枝SEBS、馬來酸酐接枝SBS、甲基丙烯酸甲酯接枝EPDM、甲基丙烯酸甲酯接枝SEBS中的一種或其中幾種的組合。
【文檔編號】C08L81/02GK103709751SQ201310730568
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】吳炅, 楊春兵, 何杰, 張友強, 王承剛, 殷建港, 徐洪波 申請人:余姚中國塑料城塑料研究院有限公司