本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，尤其是一種聚苯醚復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚苯醚(ppe)相對(duì)密度小，具有耐應(yīng)力松馳、耐蠕變、耐熱、抗水解、耐水蒸氣、尺寸穩(wěn)定性等一系列優(yōu)異性能，同時(shí)具有難燃自熄性以及在很寬溫度、頻率范圍內(nèi)保持優(yōu)異電氣性能等優(yōu)良的性能，在電子電氣領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

ppe雖然具有良好的電絕緣性能，但是，由于其成碳性能好的特點(diǎn)導(dǎo)致其容易在特定的條件下發(fā)生電痕劣化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電痕破壞。電痕破壞是指當(dāng)材料表面存在潮濕與污穢、電場(chǎng)足夠大時(shí)，表面將有漏電流產(chǎn)生，在電流的焦耳熱作用下，水分被蒸發(fā)，隨著材料表面液膜的分離形成的縫隙(稱為干燥帶)，在干燥帶形成瞬間液膜間場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到放電場(chǎng)強(qiáng)而導(dǎo)致放電，放電產(chǎn)生的熱量使材料表面局部碳化，形成碳化導(dǎo)電路，并向電極方向伸展，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致短路，損壞電器部件，因此改善ppe的相對(duì)漏電起痕指數(shù)(comparativetrackingindex)，即cti，才能進(jìn)一步拓展其在電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國專利文件cn102643527a公布了一種耐漏電起痕聚苯醚樹脂組合物及其制備方法。其組成按照重量百分比計(jì)：包括聚苯醚40～90％；苯乙烯類樹脂1～50％；阻燃劑3～20％；環(huán)氧類化合物0.1～5％；其他功能性添加劑0.1～10％。該專利ppe雖然具有較高的cti值，但由于采用苯乙烯類樹脂與ppe復(fù)合，同時(shí)采用磷酸酯類阻燃劑，使得材料耐熱性比較差，影響其在高溫環(huán)境下的使用。

中國專利文件cn1336944a公布了一種高電弧徑跡指數(shù)的聚苯醚復(fù)合材料其制備方法。該專利通過加入液晶材料(lcp)、絕緣填料和熒光增亮劑的方法，提高聚苯醚的cti值，相關(guān)材料在電子和電氣應(yīng)用中可用作模塑制品。但是由于lcp價(jià)格昂貴，同時(shí)本專利需要對(duì)lcp和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化以提高ppe和lcp的相容性，不利于大規(guī)模生產(chǎn)及推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種高耐熱、高cti值的聚苯醚復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：一種聚苯醚復(fù)合材料，包含以下質(zhì)量百分含量的組分：聚苯醚20～50％、尼龍6620～40％。

本發(fā)明尼龍66(pa66)的加入可以改善聚苯醚(ppe)的加工性能，提高其cti值，同時(shí)不會(huì)使ppe耐熱性明顯下降，拓展ppe復(fù)合材料在電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用；選用耐熱性優(yōu)異的pa66與ppe復(fù)合，制得的ppe復(fù)合材料耐熱性遠(yuǎn)高于ppe/ps和ppe/abs等合金。

優(yōu)選地，所述聚苯醚的特性粘度為0.35～0.50dl/g。特性粘度低于0.35dl/g(25℃氯仿)的聚苯醚分子量過低，影響材料的機(jī)械性能和耐熱性能；而特性粘度高于0.50dl/g(25℃氯仿)的聚苯醚，雖然機(jī)械性能和耐熱性良好，但流動(dòng)性差，不利于加工。

優(yōu)選地，所述尼龍66的相對(duì)粘度為2.4～3.2dl/g。相對(duì)粘度低于2.4dl/g的尼龍66分子量過低，材料力學(xué)性能較差；而相對(duì)粘度高于3.2dl/g的尼龍66流動(dòng)性差，加工困難。

優(yōu)選地，所述聚苯醚復(fù)合材料，還包含填料，所述填料在所述聚苯醚復(fù)合材料中的質(zhì)量百分含量為5～30％。

更優(yōu)選地，所述填料的粒徑為5000～10000目。當(dāng)填料的粒徑低于5000目時(shí)，粒徑較大，影響材料機(jī)械性能；當(dāng)填料的粒徑大于10000目時(shí)，下料困難，同時(shí)不好分散。

更優(yōu)選地，所述填料為硫酸鋇。硫酸鋇的加入可以提高ppe復(fù)合材料的耐熱性能和cti值，同時(shí)不會(huì)對(duì)材料的韌性造成明顯影響(斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度得到很好保持)，而且可以降低材料成本。

優(yōu)選地，所述聚苯醚復(fù)合材料，還包含相容劑，所述相容劑在所述聚苯醚復(fù)合材料中的質(zhì)量百分含量為2～4％。

更優(yōu)選地，所述相容劑為聚苯醚接枝馬來酸酐(ppe-g-mah)。非結(jié)晶性的ppe與結(jié)晶性的pa66是熱力學(xué)不相容的，簡(jiǎn)單共混得到分散相的相疇粗大，兩相之間界面薄弱，力學(xué)性能很差；ppe-g-mah的一端含有與ppe相容性非常好的樹脂，另一端含有能與尼龍66分子鏈氨基反應(yīng)的mah，能提高pa66與ppe的相容性，起到更好的相容作用。

優(yōu)選地，所述聚苯醚復(fù)合材料，還包含以下質(zhì)量百分含量的組分：增韌劑4～8％、抗氧劑0.4～0.6％、潤(rùn)滑劑0.4～0.6％。

優(yōu)選地，所述增韌劑為聚氧化乙烯接枝馬來酸酐(poe-g-mah)。

優(yōu)選地，所述抗氧劑為受阻酚和亞磷酸酯組成的復(fù)配抗氧體系。

優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種上述聚苯醚復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將各組分混合均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)所得混合料通過雙螺桿擠出機(jī)，在轉(zhuǎn)速為300～500r/min、溫度為240～280℃條件下進(jìn)行擠出造粒，得到所述聚苯醚復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述步驟(1)中，各組分的混合時(shí)間為3～5min。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

針對(duì)ppe容易發(fā)生電痕破壞的缺點(diǎn)，本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料，pa66的加入可以明顯改善ppe復(fù)合材料的cti，同時(shí)使材料具有良好的耐熱性能；進(jìn)一步加入硫酸鋇填料，可以降低材料成本，同時(shí)不會(huì)對(duì)材料的韌性、熱變形和cti值造成明顯影響。本發(fā)明所述聚苯醚的制備方法操作簡(jiǎn)單、成本低，得到的聚苯醚復(fù)合材料具有優(yōu)良耐熱性能、優(yōu)良抗電痕破壞性能，可以大規(guī)模生產(chǎn)，具有很好的市場(chǎng)推廣前景，能較好的應(yīng)用于電子電氣等相關(guān)領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例均按照標(biāo)準(zhǔn)要求注塑成測(cè)試用的標(biāo)準(zhǔn)樣條并進(jìn)行測(cè)試：拉伸測(cè)試按照iso527標(biāo)準(zhǔn)；懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按照iso180標(biāo)準(zhǔn)；熱變形溫度測(cè)試按照iso75-2標(biāo)準(zhǔn)(0.45mpa)；cti測(cè)試按照iec60112標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例中用到的原料如下：

聚苯醚：ppelxr035，ppelxr050，藍(lán)星化工新材料股份有限公司；

尼龍66：pa66epr24(相對(duì)粘度2.4)，pa66epr32(相對(duì)粘度3.2)，神馬實(shí)業(yè)股份有限公司；

相容劑：cx-1(ppe-g-mah，接枝率1.0％)，日本出光(idemitsu)公司；

增韌劑：fusn493d(poe-g-mah)，美國杜邦(dupont)公司；

填料：硫酸鋇lc330(8000目)，硫酸鋇lc330-a(5000目),硫酸鋇lc330-c(10000目),廣東成吉化工有限公司；滑石粉htp1l(8100目)，意大利依米發(fā)比(imifabi)公司；

抗氧劑：受阻酚1098(n,n'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺)，德國巴斯夫(basf)公司；亞磷酸酯s-9228(雙(2，4—二酷基)季戊四醇二亞磷酸酯)，美國都福(dover)公司；

潤(rùn)滑劑：pets(季戊四醇硬脂酸酯)，美國龍沙(lonza)公司。

本發(fā)明按照表1中的組分含量分別設(shè)計(jì)實(shí)施例1～5，如表1所示：

表1實(shí)施例1～5中的組分含量

實(shí)施例1

本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料的一種實(shí)施例，本實(shí)施例所述聚苯醚復(fù)合材料各組分如表1所示，其中，聚苯醚的特性粘度為0.35dl/g，尼龍66的相對(duì)粘度為2.4dl/g，硫酸鋇的粒徑為8000目，本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料通過以下方法制備所得：

(1)按表1中ppe、pa66、相容劑、增韌劑、填料、抗氧劑和潤(rùn)滑劑的量稱取原料，將各種原料在混合機(jī)中混合5min，混合均勻；

(2)然后加入擠出機(jī)主喂料斗通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min，溫度為260℃。

實(shí)施例2

本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料的一種實(shí)施例，本實(shí)施例所述聚苯醚復(fù)合材料各組分如表1所示，其中，聚苯醚的特性粘度為0.50dl/g，尼龍66的相對(duì)粘度為2.4dl/g，硫酸鋇的粒徑為5000目，本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料通過以下方法制備所得：

(1)按表1中ppe、pa66、相容劑、增韌劑、填料、抗氧劑和潤(rùn)滑劑的量稱取原料，將各種原料在混合機(jī)中混合4min，混合均勻；

(2)然后加入擠出機(jī)主喂料斗通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300r/min，溫度為270℃。

實(shí)施例3

本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料的一種實(shí)施例，本實(shí)施例所述聚苯醚復(fù)合材料各組分如表1所示，其中，聚苯醚的特性粘度為0.35dl/g，尼龍66的相對(duì)粘度為3.2dl/g，硫酸鋇的粒徑為10000目，本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料通過以下方法制備所得：

(1)按表1中ppe、pa66、相容劑、增韌劑、填料、抗氧劑和潤(rùn)滑劑的量稱取原料，將各種原料在混合機(jī)中混合3min，混合均勻；

(2)然后加入擠出機(jī)主喂料斗通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為500r/min，溫度為240℃。

實(shí)施例4

本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料的一種實(shí)施例，本實(shí)施例所述聚苯醚復(fù)合材料各組分如表1所示，其中，聚苯醚的特性粘度為0.35dl/g，尼龍66的相對(duì)粘度為3.2dl/g，硫酸鋇的粒徑為5000目，本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料通過以下方法制備所得：

(1)按表1中ppe、pa66、相容劑、增韌劑、填料、抗氧劑和潤(rùn)滑劑的量稱取原料，將各種原料在混合機(jī)中混合5min，混合均勻；

(2)然后加入擠出機(jī)主喂料斗通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為500r/min，溫度為260℃。

實(shí)施例5

本發(fā)明所述聚苯醚復(fù)合材料的一種實(shí)施例，本實(shí)施例所述聚苯醚復(fù)合材料各組分如表1所示，其中，聚苯醚的特性粘度為0.50dl/g，尼龍66的相對(duì)粘度為2.4dl/g，硫酸鋇的粒徑為8000目，本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料通過以下方法制備所得：

(1)按表1中ppe、pa66、相容劑、增韌劑、填料、抗氧劑和潤(rùn)滑劑的量稱取原料，將各種原料在混合機(jī)中混合4min，混合均勻；

(2)然后加入擠出機(jī)主喂料斗通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，得到本實(shí)施例聚苯醚復(fù)合材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為400r/min，溫度為280℃。

實(shí)施例6

本實(shí)施例對(duì)實(shí)施例1～5中得到的聚苯醚復(fù)合材料的各性能進(jìn)行研究分析，具體研究結(jié)果如表2所示：

表2實(shí)施例1～5中得到的聚苯醚復(fù)合材料的各性能數(shù)據(jù)

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明聚苯醚復(fù)合材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性能、優(yōu)良的抗電痕破壞性能。

實(shí)施例7

本實(shí)施例按照表3中的各組分含量設(shè)計(jì)對(duì)比例1～5，通過現(xiàn)有的聚苯醚的常規(guī)方法制備得到改性聚苯醚樣品，并對(duì)其各性能進(jìn)行研究分析，結(jié)果如表4所示：

表3對(duì)比例聚苯醚復(fù)合材料的組成

表4對(duì)比例性能檢測(cè)

通過對(duì)比例1的性能分析可以看出，純ppe樹脂的cti很低，只有200v。

通過對(duì)比例2與實(shí)施例2的性能分析比較可以看出，相同ppe含量下，ppe/pa66復(fù)合材料的耐熱性能和cti值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ppe/hips體系。

通過對(duì)比例3與實(shí)施例3的性能分析比較可以看出，相容劑cx-1的加入可以大大提高ppe/pa66復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度。這是由于非結(jié)晶性的ppe與結(jié)晶性的pa66是熱力學(xué)不相容的，簡(jiǎn)單共混得到分散相的相疇粗大，兩相之間界面薄弱，力學(xué)性能很差。

通過對(duì)比例4和實(shí)施例4的性能分析比較可以看出，加入適量硫酸鋇，ppe復(fù)合材料的cti值和耐熱有所上升，同時(shí)韌性基本保持不變。另一方面，由于硫酸鋇成本低廉，這對(duì)于降低材料成本具有重要意義。

通過對(duì)比例5和實(shí)施例5的性能分析對(duì)比可以看出，采用類似粒徑的滑石粉替代硫酸鋇，材料的斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度明顯下降，即韌性明顯降低。

最后所應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。