[发明专利]一种高尺寸稳定性聚芳硫醚复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高尺寸稳定性聚合物复合材料制件及其制备方法。本发明提供一种高尺寸稳定性的聚芳硫醚基复合材料，所述复合材料的原料及其质量比例为：聚芳硫醚树脂20～70重量份，增强纤维10～50重量份，尺寸稳定剂5～40重量份，界面控制剂0.5～3重量份，增容剂0～10重量份。本发明制备的复合材料在保持高强度、可加工性的同时具有较低的热膨胀系数；线性热膨胀系数(室温到100℃)≤1.8*10^‑5/℃，成型后制件收缩率≤0.5％。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高尺寸稳定性聚合物复合材料制件及其制备方法。

背景技术

近年来聚合物基复合材料在航空航天、军事、车辆制造、电子电气等领域得到了广泛的应用。聚合物基复合材料的优势在于比强度高、易于加工等，但相较于无机材料而言，聚合物基复合材料的尺寸收缩率较大，因此其在高精度制件领域的应用受到一定限制。如何能够在保持高强度、可加工性的同时降低材料的热膨胀系数是将树脂基复合材料制备成高精密度制件并得到应用的关键。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种高尺寸稳定性聚芳硫醚复合材料，所得复合材料在保持高强度、可加工性的同时具有较低的热膨胀系数。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种高尺寸稳定性的聚芳硫醚基复合材料，所述复合材料的原料包括：聚芳硫醚树脂20～70重量份，增强纤维10～50重量份，尺寸稳定剂5～40重量份，界面控制剂0.5～3重量份，增容剂0～10重量份。

所述界面控制剂选自：γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、KH550、KH570、KH590、酞酸酯类偶联剂或聚多巴胺中的至少一种。

所述聚芳硫醚树脂选自：聚苯硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚酰胺或聚芳硫醚酰亚胺中的至少一种。

所述尺寸稳定剂选自：纳米碳酸钙、纳米氧化铝、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、纳米二氧化硅、微米二氧化硅或玻璃微球中的至少一种。

所述增强纤维选自：碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或陶瓷纤维中的至少一种。

所述增容剂选自：羧基化聚芳硫醚、氨基化聚芳硫醚、聚芳硫醚酰胺共聚物或羟基化聚芳硫醚。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述高尺寸稳定性的聚芳硫醚基复合材料的制备方法：先将聚芳硫醚树脂、尺寸稳定剂和相容剂混合均匀得预混料，再将预混料挤出、造粒，造粒过程中加入界面控制剂和增强纤维经挤出机挤出、造粒即得复合材料。

进一步，上述制备方法为：先将聚芳硫醚树脂、尺寸稳定剂和相容剂在高混机中先将初步混合，将初步混合物加入到挤出机料筒中，并通过双螺杆挤出机共混造粒，在造粒过程中在挤出机靠近口模端加入界面控制剂和增强纤维，经双螺杆挤出机挤出、造粒即得复合材料。

进一步，上述制备方法中，所述双螺杆挤出机各段温度分别设置为：250～270℃、280～290℃、300～330℃、300～340℃、310～360℃、320～380℃、320～390℃、320～390℃；口模温度设置为320～390℃；螺杆转速设置为300～500r/min。

本发明的有益效果：

本发明所得聚合物制件在保持高强度、可加工性的同时热膨胀系数较低；线性热膨胀系数(室温到100℃)≤1.8*10^-5/℃，成型后制件收缩率≤0.5％。

具体实施方式