[发明专利]高强度导热抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种高强度导热抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法，该复合材料包括50‑80重量份的聚苯硫醚，5‑30重量分的碳纳米管母粒，5‑30重量分的碳纤维，0‑15重量分的导电陶瓷纤维；0.1‑2重量分的加工助剂。该复合材料的制备方法为：将重量比为80％的聚苯硫醚和重量比为20％的碳纳米管原料投入球磨机中研磨混合获得混合料，将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒获得碳纳米管母粒；将碳纳米管母粒、聚苯硫醚、导电陶瓷纤维和加工助剂按比例在回转式混合机混合得到混合物；将混合物从双螺杆挤出机的主下料口投入，将碳纤维经振动式送料器从挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒。本发明产品的导热性和抗静电性大大提高。

技术领域

本发明涉及工程塑料复合材料领域，具体涉及的是一种高强度导热抗静 电聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)是美国Phillips Petroleum石油公司于1968年开发 成功的一种性能优越的新型特种工程塑料。近10年来，PPS已成为工程塑料 中发展最快的品种。PPS是由硫原子和亚苯基环以对位替换模式形成的聚合物。 其分子结构中含有高度稳定的化学键，使其对热降解和化学反应均具有很高 的分子稳定性。同时，该聚合物的分子结构也易于形成一个具有热稳定性的 晶体点阵，由于其分子结构所呈现的特点，PPS在燃烧中往往会形成炭质残渣， 使材料具有与生俱来的阻燃性能。热氧稳定性突出，最高连续使用温度可达 260℃，热分解温度可达522℃；

目前PPS是耐高温塑料中价格较低，综合性能优异的热塑性材料。由于 其出色的热稳定性现逐渐被用于LED照明、汽车、加热/冷却/制冷等领域， 用于替代有散热需要的金属零部件的材料，比如铝等。在聚苯硫醚导热导电 填料可以制备成导热、导电塑料复合材，实现部件在高温环境下使用过程中 的均匀散热，有效避免了灼热点，减少零部件因局部或全部产生高温而造成 的变形，由于具有导电性也可用于一些对材料导电性能要求较高的领域如电 器工程、电磁屏蔽、电子信息领域。

但是，纯PPS硬而脆，机械性能不高，所以在制备各种PPS复合材时一 般会考虑补强效果。无机导热填料如氧化铝、氧化锌、氧化铍、氮化硼、氮 化铝，导热性较好但本身属于绝缘材，因此不适于制备导热抗静电塑料，所 以一般会采用在塑料中添加导热、导电系数较高的碳系填料如炭黑、石墨烯、 碳纤维、碳纳米管来制备导热抗静电复合材。其中炭黑价格低廉，获取方便 但是对复合材的补强作用较差。石墨烯价格昂贵且相关产业还未成熟。碳纳 米管本身导热性、导电性、机械性能优异，缺点是自身颗粒容易团聚，在树 脂基体中不易分散，取向不易控制，因而补强效果也一般。目前在塑料复合 材上商用较广的为短切丙烯腈基碳纤维，其补强抗静电效果较好，但其导热 效果一般，制备高导热抗静电复合材效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度导热抗静电聚苯硫醚复合材料及其制 备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度导热抗静电聚苯硫醚复合材料，包括：

50-80重量份的聚苯硫醚，所述聚苯硫醚为注塑级聚苯硫醚，熔体流动速 率200-2500g/10min；

5-30重量分的碳纳米管母粒，所述碳纳米管母粒由80％重量比的聚苯硫 醚和20％重量比的碳纳米管原料进行研磨混合后造粒制成，所述碳纳米管原料 为多壁碳纳米管母粒，所述多壁碳纳米管直径为1.5-35nm；

5-30重量分的碳纤维，所述碳纤维为沥青基短切碳纤维，平均长度10μ m-2mm；

0-15重量分的导电陶瓷纤维；所述导电陶瓷纤维为大塚化学DENTALL WK-500系列；

0.1-2重量分的加工助剂，所述加工助剂为酯类硬脂酸、金属皂类、硬脂 酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯和硅酮母粒中的一种或几种的混合物。