[发明专利]一种聚苯硫醚纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及导热聚苯硫醚的技术领域，具体涉及一种聚苯硫醚纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。所述导热复合材料包括间苯硫醚‑对苯硫醚共聚物30‑85份，聚对苯硫醚纤维5‑30份和酸化石墨10‑60份。制备方法包括先将间苯硫醚‑对苯硫醚共聚物和酸化石墨混合，得预混料，然后在预混料中加入聚对苯硫醚纤维，进行共混熔融造粒，得造粒品,即为导热复合材料。将导热复合材料熔融挤出，冷却成型获得导热复合材料管。本发明利用聚对苯硫醚纤维、间苯硫醚‑对苯硫醚共聚物、酸化石墨三者良好的界面相容性，得到机械性能良好、缺陷少、气密性好的导热复合材料管。

技术领域

本发明涉及导热聚苯硫醚的技术领域，具体涉及一种聚苯硫醚纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

目前化工生产中使用的工业燃料在燃烧过程中会产生腐蚀性的酸性气体，与水汽混合结露后形成的冷凝液会对金属热交换器金属管件造成腐蚀，因此传统的金属热交换器难以满足某些化工领域的需求，虽然已有少数能耐化学腐蚀的合金金属或特种金属换热器，但因昂贵的价格严重制约了其使用。高分子导热复合材料具有耐化学腐蚀、力学性能优异、加工性能良好、质轻价廉等优势，在热交换行业中逐步得到应用。

聚苯硫醚(PPS)是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，是热塑性高分子材料中稳定性最高的树脂之一，其耐化学腐蚀性被认为仅次于聚四氟乙烯，具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性、物理机械性能等，可用于制备导热材料，被广泛应用于电子电器、化学工程、汽车运输等领域。

目前导热复合材料体系主要通过在聚苯硫醚树脂基体中加入其它增强体制备获得。

中国发明专利申请CN108727819A公布了一种碳纤维增强聚苯硫醚纳米复合材料的制备方法，所述配方包括35-45wt％的聚苯硫醚、5-15wt％的碳纤维、25-40wt％的导电石墨、5-35wt％的其他添加剂。使用该配方在换热管挤出中，由于熔体在280℃以上持续较长时间，部分助剂分解产生气体，并且碳纤维与聚苯硫醚的界面结合力较差，导致制备的换热管气密性差，容易产生针孔。中国发明专利申请CN109206908A公布了一种高导热石墨/塑料复合材料的制备方法，所述配方包括5-50％的可膨胀酸化石墨和50-95％的聚苯硫醚，使用该配方制备的导热管在导热性能上有了明显的提高，但由于未添加增强体，因此制备的导热管力学性能和耐压性能都较差。

中国发明专利申请CN111349340A公开了聚苯硫醚树脂组合物及其成型品，包含聚对苯硫醚-间苯硫醚无规共聚物的100质量份，无机填料5-150质量份。该发明主要目的是在提高耐湿热性的同时保持很高的力学强度。该配方为提高无机填料和树脂基体间的界面结合力添加了硅烷化合物，但若使用所述配方进行管材挤出，加入的硅烷化合物在加工过程中容易分解产生气体，从而影响产品的气密性。

虽然聚苯硫醚树脂基体中添加玻纤或碳纤等增强体可以提高其力学性能，但增强体同聚苯硫醚树脂基体的界面结合力弱，会发生滑移摩擦，引起界面应力，产生裂纹，导致管材制品气密性差。为避免裂纹的产生，通常加入偶联剂等助剂提高增强体和聚苯硫醚基体的相容性，但偶联剂等助剂在加工过程中容易发生分解产生气体，进而影响产品品质。故仍然需要研发一种高导热性聚苯硫醚复合材料，以满足导热管的优良机械性能以及优良气密性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种导热复合材料管，利用聚对苯硫醚纤维、间苯硫醚-对苯硫醚共聚物、酸化石墨三者良好的界面相容性，得到机械性能良好、缺陷少、气密性好的导热复合材料管。

本发明的技术方案是通过以下技术方案实现的：

一种导热复合材料，按重量份数计，其原料包括间苯硫醚-对苯硫醚共聚物30-85份，聚对苯硫醚纤维5-30份和酸化石墨10-60份。