[发明专利]一种轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料及其制备和应用

说明书

本发明属于高分子合成领域，具体涉及一种轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料及其制备和应用。本发明提供一种轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料的制备方法，所述制备方法为：先在聚芳硫醚的合成的过程中引入吸光剂制得聚芳硫醚/吸光剂复合物；然后加入多酚型抗氧剂搅拌混匀制得聚芳硫醚/吸光剂/多酚型抗氧剂复合体；最后将所述复合体与表面改性处理的硅酸铝纤维通过熔融共混和加工成型制得所述轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料。本发明制备了一种轻质低介电耐热的聚芳硫醚基复合材料，并且其高温色泽也好，不会变暗；即制得了一种综合性能优异的聚芳硫醚基复合材料。

技术领域

本发明属于高分子合成领域，具体涉及一种轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料及其制备和应用。

背景技术

重大装备和设备的性能和功效提升往往是由材料技术的发展推进的。如电脑、手机的微型化取决于单位材料的信息贮存量、电路材料的微型化等，运输工具效能的提升往往与其自身总量的减轻相关。特别是新能源电动运输工具、航天和空间装备、通讯和信息设备和器件都要求材料的组成与性能升级换代。随着我国航天工业和通信行业发展以及新能源领域的快速推进，轻量化、高强度、绝缘性、耐辐射性、耐热性和高强度以及在高速运动过程中抗蠕变性能材料的重要性愈发凸显。

以聚苯硫醚为例，从1967年美国飞利浦石油化学工业公司将其产业化后，在后来的五十多年中，对其改性和应用从未停止，其随着其性能提升应用领域越来越宽广。从第一代的防腐、耐热、高强、耐辐射著称的性能而大规模应用于石油化工领域、机械设备、电子零件到耐热行业到航空、电器和环保行业的应用拓宽都建立在其改性和性能提升基础上。在这些领域的科学研究和技术突破美日和欧洲比我国领先很多。特别是聚苯硫醚(PPS)全球的产量已经超过10万吨，PPS是第一大特种工程塑料，具有广泛的应用。其产品从防腐涂层、各种注塑器件、纤维及编制品、薄膜及复合产品遍及基础设施、高端制造等各个领域。目前新能源锂电池隔膜、毫米波通信柔性电路等新兴市场旺盛的需求，要求市场提供更高性能的PPS产品。

但是，国内除了新和成能够供给市场普通(以注塑为主)的PPS树脂外，其它PPS生产企业均不能按照要求达产达标，日美控制了PPS的品种、价格和应用开发。如CN106521709B提出了一种聚苯硫醚材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法：公开了一种聚苯硫醚材料增强专用硅酸铝纤维及其制备方法，对聚苯硫醚进行增强改性。但是其使用的方法和结果没有得到轻量化、高导热、低介电的复合材料；CN103509354A提供了一种玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料及制备方法，单纯进行共混改性，方法简单，结果也不适用于轻量化、高导热、低介电损耗领域；CN112322037A提供了一种多元共混复合增强的聚苯硫醚及其制备工艺，即同时利用玻纤、碳纤、硅酸铝纤维共混改性增强聚苯硫醚，得到了韧性和强度均较优、综合性能较好的聚苯硫醚复合材料，但没有兼顾其轻量化高导热和介电低耗损性能的改善。

发明内容

针对上述缺陷，根据聚苯硫醚本身结构和基础性能，针对轻量化、高耐热、低介电损耗等方面的要求，本发明在聚芳硫醚合成的过程中引入硅酸铝纤维，同时加入芳香多酚类抗氧剂和吸光剂，制备了一种轻质低介电耐热的聚芳硫醚基复合材料，并且其高温色泽也好，不会变暗；即制得了一种综合性能优异的轻质低介电聚芳硫醚材料。

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轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料的制备方法，所述制备方法为：先在聚芳硫醚的合成的过程中引入吸光剂制得聚芳硫醚/吸光剂复合物；然后加入多酚型抗氧剂搅拌混匀制得聚芳硫醚/吸光剂/多酚型抗氧剂复合体；最后将所述复合体与表面改性处理的硅酸铝纤维通过熔融共混和加工成型制得所述轻质低介电耐热聚芳硫醚基复合材料。

进一步，上述制备方法中，各原料的配比为：聚芳硫醚40～70重量份，硅酸铝纤维20～45重量份，多酚型抗氧剂0.5～2.5重量份，吸光剂0.5～10重量份。

进一步，所述硅酸铝纤维的直径为2.0～5.0μm。