CN101275014A - 一种导电导热聚苯硫醚材料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种导电导热聚苯硫醚材料，由聚苯硫醚树脂、碳纤维、导电导热填充剂、纤维增强剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂、成核剂组成。其制备方法将聚苯硫醚树脂基体恒温干燥、加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混，再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合，在双螺杆挤出造粒机内高温熔融塑化造粒。本方法简单，工艺简便。该材料具有导电导热性能极佳且持久稳定、机械强度高、耐化学腐蚀、流动性好的优点。

Description

一种导电导热聚苯硫醚材料及其制作方法

技术领域

本发明涉及聚苯硫醚材料及其制作方法。

背景技术

目前，对于聚苯硫醚材料的应用范围越来越广，其性能也不断扩充。中国专利《加热电缆用的绝缘导热材料及其应用》，专利号：200610049733.X，该发明提供了提供了一种加工性能优异、热导率高的加热电缆用的绝缘导热材料，所述的绝缘导热材料主要含有质量比为1∶1～9的陶瓷材料和高分子聚合物材料，所述的陶瓷材料为下列之一：氮化铝；氮化硼；所述的高分子聚合物材料为下列之一：聚丙烯；聚苯乙烯；聚苯硫醚；聚氯乙烯；聚乙烯；聚偏二氟乙烯；聚全氟乙丙烯。所述的绝缘导热材料还包含有润滑剂、抗氧化剂、碳素材料，含量分别是陶瓷材料和高分子聚合物材料质量总和的0.1-2wt％、0.1-2wt％、5-20wt％。该发明还包括加热电缆用的绝缘导热材料在制备加热电缆用最外保护层、最外绝缘导热层中的应用。在国际上也有资料报道聚苯硫醚(PPS)与金属粉末(主要为银、铜、锡镉等)和金属纤维(黄铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维)复合，其优点导电导热性能优良，缺点是耐腐蚀性差，与聚苯硫醚(PPS)复合后材料机械强度低、流动性差，金属粉末在聚苯硫醚(PPS)基体树脂中分散性差、分散分布不均匀导致导电、导热的稳定性不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服在现有之不足而提供一种具有导电导热性能极佳且持久稳定、机械强度高、耐化学腐蚀、流动性好的导电导热聚苯硫醚材料及其制作方法

本发明可以采取如下技术措施解决：

一种导电导热聚苯硫醚材料，按重量百分比计，由下列组分组成：

聚苯硫醚树脂50-53％；碳纤维10-25％；导电导热填充剂10-25％；纤维增强剂9-20％；偶联剂0.5-1％；抗氧剂0.1-1％；润滑剂0.3-1％；分散剂0.5-1％；成核剂0.2-0.5％；上述各组分按重量％配方比例的总和为100％。

上述的碳纤维为黑色、纤维状，它的长度为3-6mm，体积电阻率为10³Ω.cm，热导率为1000[W/(m.k)]。

上述的导电导热填充剂为黑色、粉状的导电碳黑，粒径在14-300um之间，其本身体积电阻率为10^-3Ω.cm，热导率为250[W/(m.k)]。

上述的纤维增强剂为短玻璃纤维，其长度在6-50mm、直径为0.5-30um，无碱型呈米白色。

上述的偶联剂为液体且透明的硅烷偶联剂560。

上述的抗氧剂为粉状、白色的1010或168。

上述的润滑剂为粉状、白色的硅酮粉。

上述的分散剂为粉状、白色的TAF-I。

上述的成核剂为粉状、白色的滑石粉。

一种导电导热聚苯硫醚材料的制作方法：

将聚苯硫醚树脂基体在140℃温度下恒温干燥2-4小时；

将干燥好的聚苯硫醚树脂基体放入高速混料机内；

加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混3-5分钟；

再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合15-20分钟；

将上述混合料加入双螺杆挤出造粒机内，在311-340℃高温下，充分熔融塑化挤出造粒、干燥后制得导电导热聚苯硫醚材料。

本发明的突出效果是：

1、本发明的制造方法简单，工艺简便。

2、本发明采用的是碳系列材料与聚苯硫醚(PPS)复合技术，其优点导电性优良、导热性极佳、机械强度性能较好、耐化学腐蚀性、流动性好、成本低、导电、导热率高持久稳定、原材料来源广

3、本发明用途广，可适用给排水和引用水管系统、输气和工业用管系统、采暖系统和农业用管系统。

4、本发明材料JB-B7-1、JB-7-2与其他同类产品性能对比。见表1：

表1聚苯硫醚(PPS)性能对比表

具体实施方式

实施例1

一种导电导热聚苯硫醚材料，按重量百分比计，由下列组分组成：

聚苯硫醚树脂50％；碳纤维20％；导电导热填充剂15％；纤维增强剂10.5％；偶联剂1％；抗氧剂1％；润滑剂1％；分散剂1％；成核剂0.5％。碳纤维为黑色、纤维状，它的长度为4mm，体积电阻率为10³Ω.cm，热导率为1000[W/(m.k)]。导电导热填充剂为黑色、粉状的导电碳黑，粒径在150um，其本身体积电阻率为10^-3Ω.cm，热导率为250[W/(m.k)]。纤维增强剂为短玻璃纤维，其长度在30mm、直径为2um，无碱型呈米白色。偶联剂为液体且透明的硅烷偶联剂560。抗氧剂1010为粉状、白色。润滑剂为粉状、白色的硅酮粉。分散剂为粉状、白色的TAF-I。成核剂为粉状、白色的滑石粉。

一种导电导热聚苯硫醚材料的制备方法：

将聚苯硫醚树脂基体在140℃温度下恒温干燥3小时；

将干燥好的聚苯硫醚树脂基体放入高速混料机内；

加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混4分钟；

再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合15分钟；

将上述混合料加入双螺杆挤出造粒机内，在315℃高温下，充分熔融塑化挤出造粒、干燥后制得导电导热聚苯硫醚材料。

实施例2

一种导电导热聚苯硫醚材料，按重量百分比计，由下列组分组成：

聚苯硫醚树脂53％；碳纤维15％；导电导热填充剂10.1％；纤维增强剂20％；偶联剂0.5％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.5％；分散剂0.5％；成核剂0.2％；碳纤维为黑色、纤维状，它的长度为3-6mm，体积电阻率为10³Ω.cm，热导率为1000[W/(m.k)]。导电导热填充剂为黑色、粉状的导电碳黑，粒径在200um，其本身体积电阻率为10^-3Ω.cm，热导率为250[W/(m.k)]。纤维增强剂为短玻璃纤维，其长度在50mm、直径为30um，无碱型呈米白色。偶联剂为液体且透明的硅烷偶联剂560。抗氧剂168为粉状、白色。润滑剂为粉状、白色的硅酮粉。分散剂为粉状、白色的TAF-I。成核剂为粉状、白色的滑石粉。

一种导电导热聚苯硫醚材料的制备方法：

将聚苯硫醚树脂基体在140℃温度下恒温干燥4小时；

将干燥好的聚苯硫醚树脂基体放入高速混料机内；

加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混5分钟；

再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合20分钟；

将上述混合料加入双螺杆挤出造粒机内，在335℃高温下，充分熔融塑化挤出造粒、干燥后制得导电导热聚苯硫醚材料。

Claims (10)

1. 一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：按重量百分比计，由下列组分组成：

聚苯硫醚树脂50-53％；碳纤维10-25％；导电导热填充剂10-25％；纤维增强剂9-20％；偶联剂0.5-1％；抗氧剂0.1-1％；润滑剂0.3-1％；分散剂0.5-1％；成核剂0.2-0.5％；上述各组分按重量％配方比例的总和为100％。

2. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的碳纤维为黑色、纤维状，它的长度为3-6mm，体积电阻率为10³Ω.cm，热导率为1000[W/(m.k)]。

3. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的导电导热填充剂为黑色、粉状的导电碳黑，粒径在14-300um之间，其本身体积电阻率为10^-3Ω.cm，热导率为250[W/(m.k)]。

4. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的纤维增强剂为短玻璃纤维，其长度在6-50mm、直径为0.5-30um，无碱型呈米白色。

5. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的偶联剂为液体且透明的硅烷偶联剂560。

6. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的抗氧剂为粉状、白色的1010或168。

7. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的润滑剂为粉状、白色的硅酮粉。

8. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的分散剂为粉状、白色的TAF-I。

9. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料，其特征在于：所述的成核剂为粉状、白色的滑石粉。

10. 根据权利要求1所述的一种导电导热聚苯硫醚材料的制作方法，其特征在于：

将聚苯硫醚树脂基体在140℃温度下恒温干燥2-4小时；

将干燥好的聚苯硫醚树脂基体放入高速混料机内；

加入碳纤维、导电导热填充剂和纤维增强剂搅混3-5分钟；

再加入偶联剂、抗氧剂、润滑剂、分散剂和成核剂混合15-20分钟；

将上述混合料加入双螺杆挤出造粒机内，在311-340℃高温下，充分熔融塑化挤出造粒、干燥后制得导电导热聚苯硫醚材料。