一种导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料改性，具体为一种导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚苯硫醚(pps)-分子链中苯环的对位上与硫原子直接相连而成线性刚性结构，被誉为最具有潜力和性价比的特种工程塑料。通常为白色或接近白色的粉状或珠状材料，其比重为1.34-1.36g/cm3，熔点为280℃，作为结晶性聚合物pps结晶度高达70％，玻璃化转变温度为92℃，分解温度大于400℃。

2、pps树脂具有优异的化学稳定性、耐高温、粘接性、加工流动性、阻燃性、电气绝缘性等优异的性能，因此在汽车领域、电子电器、化工领域、环保领域等具有广泛的应用前景。但是未被改性的pps树脂存在硬而脆，使得制件容易发生开裂问题，与此同时，pps树脂的体积电阻率为1×1016ω·cm，与金属最大的区别就在于绝缘性以及介电性能，这些问题严重限制了pps树脂在电子屏蔽，电子元器件等相关领域。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导电聚苯硫醚复合材料，包括由以下重量份原料制成：40-63重量份pps树脂、20-40重量份改性玻璃纤维、5-20重量份改性碳纤维、2-10重量份导电促进剂、0-5重量份助剂；

3、其中，pps树脂采用线性聚苯硫醚树脂，改性玻璃纤维长度为6mm。

4、一种导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：

5、s1、制备改性玻璃纤维与改性碳纤维；

6、s2、将pps树脂、导电促进剂以及助剂置于高速混料机中均匀混合；

7、s3、将混合后的混合物从双螺杆挤出机的主料口喂料，将改性玻璃纤维与改性碳纤维从侧喂料口喂料，螺杆转速为200-400rpm/min，加工区段温度为260-330℃，溶体压力为15-30mpa，进行挤出造粒。

8、优选的，在步骤s2中，导电促进剂为石墨和碳纳米管的混合物，石墨碳含量≥99％，水分含量≤1％，粒度d100≥90％。

9、优选的，所述碳纳米管水分≤1.0％，比表面积范围为270-330m2/g，电阻率范围为500-900uω·m。

10、优选的，在步骤s2中，助剂为偶联剂和润滑剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为硬脂酸锂和硅酮中的一种或两种的混合物。

11、优选的，在步骤s1中，改性碳纤维的制备方法为：配置无水乙醇与水的混合溶液，将kh550加入该混合溶液中，使ω(kh550)＝1.5％，将该溶液超声30min，使其分散均匀，将碳纤维置于丙酮溶液中24h，然后用乙醇溶液充分洗涤后放置在60℃烘箱中干燥6h，将去浆后的碳纤维置于ω＝10％的硝酸溶液中酸化，将酸化后的碳纤维加入到kh550溶液中，60℃下超声30min，然后静置12h后取出，用去离子水反复洗涤，洗去未反应的偶联剂，将洗涤后的碳纤维再次放置在60℃烘箱中干燥12h，完成碳纤维表面的改性。

12、优选的，在步骤s1中，改性玻璃纤维的制备步骤为：将碳纳米管加入混酸中超声分散1h后在70℃下继续酸化4h，用去离子水反复冲洗，抽滤酸化后的碳纳米管，经冷冻干燥后得到功能化碳纳米管，配置碳纳米管悬浮液，超声3h使其均匀分散，将30-70g/l的玻璃纤维加入碳纳米管悬浮液中，搅拌30min去掉上层溶液，再次用去离子水清洗上层未复合的碳纳米管颗粒，在80℃下烘干12h得到玻璃纤维-碳纳米管复合材料。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明中，通过采用碳纳米管与石墨组合的方式制备导电促进剂，利用石墨，促进碳纳米管的分散，提高电阻稳定性，通过玻璃纤维表面接枝碳纳米管，进一步促进了碳纳米管的分散，改善碳纳米管的聚集现象，更有利于和碳纳米管粉末形成稳定和均匀的导通网络，通过对碳纤维表面进行改性处理，可以提高碳纤维和树脂基体的表面结合力，可以使得高分子材料之间具有良好的相容性，有效发挥其作为稳定的导电网络骨架的作用，以此方式，使生产出的导电聚苯硫醚复合材料具有较好的导电性，且韧性、刚度、强度较高，难以被撕裂和断裂，以应用在电子屏蔽与电子元器件相关领域，应用前景更加广泛，电子元器件生产成本得到进一步降低，质量得到进一步提高。

技术特征：

1.一种导电聚苯硫醚复合材料，其特征在于，由以下重量份原料制成：40-63重量份pps树脂、20-40重量份改性玻璃纤维、5-20重量份改性碳纤维、2-10重量份导电促进剂、0-5重量份助剂；

2.一种导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：权利要求1所述的一种导电聚苯硫醚复合材料，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，导电促进剂为石墨和碳纳米管的混合物，石墨碳含量≥99％，水分含量≤1％，粒度d100≥90％。

4.根据权利要求3所述的导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管水分≤1.0％，比表面积范围为270-330m2/g，电阻率范围为500-900uω·m。

5.根据权利要求4所述的导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤s2中，助剂为偶联剂和润滑剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为硬脂酸锂和硅酮中的一种或两种的混合物。

6.根据权利要求2所述的导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，改性碳纤维的制备方法为：配置无水乙醇与水的混合溶液，将kh550加入该混合溶液中，使ω(kh550)＝1.5％，将该溶液超声30min，使其分散均匀，将碳纤维置于丙酮溶液中24h，然后用乙醇溶液充分洗涤后放置在60℃烘箱中干燥6h，将去浆后的碳纤维置于ω＝10％的硝酸溶液中酸化，将酸化后的碳纤维加入到kh550溶液中，60℃下超声30min，然后静置12h后取出，用去离子水反复洗涤，洗去未反应的偶联剂，将洗涤后的碳纤维再次放置在60℃烘箱中干燥12h，完成碳纤维表面的改性。

7.根据权利要求2所述的导电聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，改性玻璃纤维的制备步骤为：将碳纳米管加入混酸中超声分散1h后在70℃下继续酸化4h，用去离子水反复冲洗，抽滤酸化后的碳纳米管，经冷冻干燥后得到功能化碳纳米管，配置碳纳米管悬浮液，超声3h使其均匀分散，将30-70g/l的玻璃纤维加入碳纳米管悬浮液中，搅拌30min去掉上层溶液，再次用去离子水清洗上层未复合的碳纳米管颗粒，在80℃下烘干12h得到玻璃纤维-碳纳米管复合材料。

技术总结本发明公开了一种导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：40‑63重量份PPS树脂、20‑40重量份改性玻璃纤维、5‑20重量份改性碳纤维、2‑10重量份导电促进剂、0‑5重量份助剂。本发明通过采用碳纳米管与石墨组合的方式制备导电促进剂，利用石墨，改善碳纳米管的聚集现象，更有利于和碳纳米管粉末形成稳定和均匀的导通网络，通过对碳纤维表面进行改性处理，可以提高碳纤维和树脂基体的表面结合力，可以使得高分子材料之间具有良好的相容性，有效发挥其作为稳定的导电网络骨架的作用，以此方式，使生产出的导电聚苯硫醚复合材料具有较好的导电性，且韧性、刚度、强度较高，难以被撕裂和断裂。技术研发人员：苏荣锦,郑竣峰,沈银元,王鹏祥受保护的技术使用者：浙江兄弟新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26