CN109280387A - 聚苯硫醚复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了聚苯硫醚复合材料及其制备方法,其中,聚苯硫醚复合材料包括:聚苯硫醚树脂、马来酸酐接枝的乙烯‑丁烯共聚物、石墨烯、氧化铝、氮化硼和偶联剂。该聚苯硫醚复合材料不仅具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,具体而言,涉及聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
背景技术
换热器在化工、石油、动力、食品及其它工业生产中占有重要地位,在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用广泛。其中,换热器按照结构可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、管板换热器、板式换热器等。目前化工、热力行业应用较多的是管板式换热器,且以金属换热器居多,而金属换热器在长期的使用过程中又会出现腐蚀严重、结垢、不耐酸碱等严重的问题,从而导致维修和/或更换成本居高不下,给企业带来了严重的成本负担;而塑料换热器虽然具有耐酸碱、零腐蚀的优点,同时具有光滑不粘垢、重量轻、导热介质阻力小、耐磨损等优点,且使用寿命比金属换热器长,但其导热系数非常低。因此,目前使用的换热器仍有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出聚苯硫醚复合材料及其制备方法。本发明提出的聚苯硫醚复合材料不仅具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
本发明是基于以下问题提出的:高分子材料有着金属材料不能比拟的优势,但导热系数较低,仅为0.2W/m·K,目前,常用的提高高分子材料的导热性能的方法是在高分子基材料中添加具有高导热系数的无机填料来提高导热性能,然而由于导热填料的大量添加,使得复合材料的力学性能受到了严重的损害,限制了材料的应用范围。
为此,根据本发明的一个方面,本发明提出了一种聚苯硫醚复合材料。根据本发明的实施例,该复合材料包括:聚苯硫醚树脂、马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、石墨烯、氧化铝、氮化硼和偶联剂。
根据本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料,通过以聚苯硫醚树脂为主要原料,并以石墨烯、氧化铝和氮化硼作为导热填料、以马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂、以偶联剂作为表面改性剂,不仅可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和韧性,还可以显著改善加入导热填料而导致复合材料力学性能下降的问题,具体地,石墨烯、氧化铝和氮化硼共同使用可以具有协同作用,进而可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能;在马来酸酐接枝物中,酸酐基团在高温和螺杆剪切的作用下,能够与极性基团(-NH2、-OH)发生广义的脱水反应并形成化学键,从而将不相容的极性和非极性物质进行化学偶联,所以采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂还可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而能够显著提高复合材料的稳定性、韧性以及其它力学性能等;偶联剂作为表面改性剂可以使无机导热填料表面包覆一层有机分子,从而不仅可以改善导热填料在树脂基体内部的界面融合,解决粉体填料的团聚问题,还有利于导热填料在树脂基体内部的分散。由此,本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料不仅具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
另外,根据本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,聚苯硫醚复合材料包括:60-90重量份的聚苯硫醚树脂、10-40重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、1-5重量份的石墨烯、2-15重量份的氧化铝、2-5重量份的氮化硼和1-3重量份的偶联剂。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,所述聚苯硫醚树脂的聚合度为200-500。由此,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有适宜的硬度,还可以进一步提高复合材料的力学性能。。
在本发明的一些实施例中,所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度为100-550。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的力学性能。
在本发明的一些实施例中,所述石墨烯为多层石墨烯。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能。
在本发明的一些实施例中,所述氧化铝的粒径为20-60nm。由此不仅可以进一步提高氧化铝和氮化硼在聚苯硫醚复合材料中的分散性,还能进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,所述氮化硼粒径为20-50nm,比表面积为20-50m2/g。由此不仅可以进一步提高氮化硼在聚苯硫醚复合材料中的分散性,还能进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,所述偶联剂为含有巯基的硅烷偶联剂。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。
根据本发明的第二个方面,本发明提出了一种制备上述的聚苯硫醚复合材料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:
(1)将所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼均匀分散在溶剂中形成悬浮液;
(2)将所述悬浮液与所述偶联剂进行混合,以便得到糊状混合物;
(3)对所述糊状混合物进行干燥处理,使溶剂蒸发,以便得到固体混合物;
(4)对所述固体混合物进行破碎处理,以便得到粉状混合物;
(5)将所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物混合后进行熔融挤出造粒,以便得到所述聚苯硫醚复合材料。
根据本发明上述实施例的制备聚苯硫醚复合材料方法,通过以聚苯硫醚树脂为主要原料,并以石墨烯、氧化铝和氮化硼作为导热填料、以马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂、以偶联剂作为表面改性剂,不仅可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和韧性,还可以显著改善加入导热填料而导致复合材料力学性能下降的问题,具体地,石墨烯、氧化铝和氮化硼共同使用可以具有协同作用,进而可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能;将导热填料与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物进行混合熔融造粒之前预先对石墨烯、氧化铝和氮化硼进行硅烷化处理,可以使无机导热填料表面包覆一层有机分子,从而不仅可以改善导热填料在树脂基体内部的界面融合,提高导热填料与树脂原料的相容性,解决粉体填料的团聚问题,还有利于导热填料在树脂基体内部的分散;而马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团,使材料具有高的极性和反应性,是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂,因此通过采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂还可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而能够显著提高复合材料的稳定性、韧性以及其它力学性能等。由此,采用该方法不仅可以使最终制备得到的聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为(1-5):(2-15):(2-8)。由此,可以进一步提高导热填料的协同作用,进而进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为(1-5):(2-15):(2-5)。由此,可以进一步提高导热填料的协同作用,进而进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为1:(2-10):(2-5)。由此,可以使导热填料具有更好地协同作用,进而进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的总质量与所述溶剂的质量比为1:(2-5)。由此,不仅有利于对石墨烯、氧化铝和氮化硼表面进行硅烷化处理,还可避免原料浪费并提高制备效率。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的添加顺序依次为氮化硼、氧化铝和石墨烯。由此可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(1)中,所述溶剂为选自异丙醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。由此,不仅可以使导热填料充分分散到溶剂中以便进行表面硅烷化处理,还可以在后续干燥处理过程中使溶剂充分蒸发。
在本发明的一些实施例中,步骤(2)中,所述悬浮液与所述偶联剂的混合时间为0.5-2h。由此可以使导热填料与偶联剂充分反应,进而进一步提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(4)中,所述粉状混合物的粒径为48-150微米。由此,不仅可以进一步提高导热填料在聚苯硫醚复合材料中的分散效果,还可以降低制备难度。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(5-50):(60-90):(10-40)。由此,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(6-28):(60-90):(10-40)。由此,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(6-28):85:15。由此,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,所述粉状混合物的添加量为与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物总质量5-20%。由此,可以在确保聚苯硫醚复合材料具有较好导热性能的基础上进一步提高其力学性能。
在本发明的一些实施例中,步骤(5)中,采用一段喂料的双螺杆挤出机进行所述挤出造粒,其中,由喂料口至模头的温度分别为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的制备聚苯硫醚复合材料的方法流程图。
图2是根据本发明又一个实施例的制备聚苯硫醚复合材料的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面,本发明提出了一种聚苯硫醚复合材料。根据本发明的实施例,该复合材料包括:聚苯硫醚树脂、马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、石墨烯、氧化铝、氮化硼和偶联剂。
下面对本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料进行详细描述:
根据本发明的一个具体实施例,石墨烯、氧化铝和氮化硼的质量比可以为(1-5):(2-15):(2-8),例如(1-5):(2-15):(2-5)。发明人发现,当将石墨烯、氧化铝和氮化硼混合作为导热填料时可以具有协同作用,而当石墨烯、氧化铝和氮化硼采用上述质量比时,可以进一步提高导热填料的协同作用,进而显著提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。优先地,石墨烯、氧化铝和氮化硼的质量比可以为1:(2-15):(2-5),可以使导热填料具有更好地协同作用,进而进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。
根据本发明的再一个具体实施例,聚苯硫醚复合材料可以包括:60-90重量份的聚苯硫醚树脂、10-40重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、1-5重量份的石墨烯、2-15重量份的氧化铝、2-5重量份的氮化硼和1-3重量份的偶联剂。发明人发现,采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而能够显著提高复合材料的稳定性、力学性能等,聚苯硫醚树脂硬度高且脆性大,若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的加入量过少,不能起到很好的增韧改性效果,而且对改善复合材料力学性能以及树脂原料与导热填料之间界面性能的效果也不明显,而若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的加入量过多,又会影响聚苯硫醚复合材料的导热性能;并且无论是改性还是没有改性过的,添加过量的无机填料都会使得高分子复合材料的力学性能如拉伸强度和延伸率等直线下降,从而失去使用价值,即若导热填料石墨烯、氧化铝和氮化硼的加入量过多,会严重影响复合材料的力学性能,而若导热填料的加入量过少,又不足以显著提升复合材料的导热效果。由此,本发明中通过控制上述原料组成及配比,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能,将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率和塑料换热器的整体使用性能,改善了现有塑料换热器传热效率低、力学性能差的问题。
根据本发明的又一个具体实施例,聚苯硫醚树脂的聚合度可以为200-500,例如200、250、300、350、400、450或500等,马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度可以为100-550,例如100、150、200、250、300、350、400、450或500等。发明人发现,若聚苯硫醚树脂的聚合度过大,会导致其自身硬度和脆性升高而韧性和拉伸强度等力学性能显著下降,进而影响聚苯硫醚复合材料的力学性能;而若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度过高,其硬度和脆性也会有一定的升高,从而降低其对聚苯硫醚树脂的增韧效果,而本发明中通过控制聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物为上述聚合度,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有适宜的硬度,还可以进一步提高复合材料的力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,石墨烯可以为多层石墨烯,发明人发现,单层石墨烯虽然在导热效果上更胜一筹,然而其成本高、难量产、不易分散等问题会制约其在复合材料中的应用,而多层石墨烯可以完全解决这些问题,此外发明人还发现,在复合材料的导热系数的性能上而言,由于单层石墨烯不易分散,在复合材料中难以形成连续均匀的热传导相,使得导热性能不及多层石墨烯,具体地,多层石墨烯和单层石墨烯在同等数量的添加量的前提下,要比单纯添加单层石墨烯的导热性能提高至少10%以上,且材料成本下降大于70%。由此,本发明中通过采用多层石墨烯作为导热填料的一部分可以进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能。
根据本发明的又一个具体实施例,氧化铝的粒径可以为20-60nm,例如25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm或55nm,氮化硼的粒径可以为20-50nm,例如25nm、30nm、35nm、40nm或45nm,比表面积可以为20-50m2/g,例如25m2/g、30m2/g、35m2/g、40m2/g或45m2/g。发明人发现,填料粒径的大小和复合材料的性能息息相关,填料粒径太小时,填料在聚合物中会形成“堆积”效果,团聚在一起,使得导热树脂形成了不连续均一项,材料易发生缺陷和导热不良的后果;而填料粒径太大,填料和树脂难以融合,制品表面粗糙,影响外观,本发明中通过控制氧化铝和氮化硼为上述粒径和比表面积,不仅可以进一步提高氧化铝和氮化硼在聚苯硫醚复合材料中的分散性,增强复合材料的均匀性和稳定性,还能进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。优选地,氧化铝和氮化硼的粒径可以为35~45nm,由此可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的力学性能和导热性能。
根据本发明的又一个具体实施例,偶联剂可以为含有巯基的硅烷偶联剂,例如3-巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷或3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷等。发明人发现,选用含有巯基的硅烷偶联剂作为导热填料的表面改性剂,不仅可以有效避免导热填料团聚并提高导热填料在聚苯硫醚复合材料中的分散性,还可以使经硅烷化处理后的导热填料与树脂原料具有更好的相容性和界面粘结性,从而进一步聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料,通过以聚苯硫醚树脂为主要原料,并以石墨烯、氧化铝和氮化硼作为导热填料、以马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂、以偶联剂作为表面改性剂,不仅可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和韧性,还可以显著改善加入导热填料而导致复合材料力学性能下降的问题,具体地,石墨烯、氧化铝和氮化硼共同使用可以具有协同作用,进而可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能;在马来酸酐接枝物中,酸酐基团在高温和螺杆剪切的作用下,能够与极性基团(-NH2、-OH)发生广义的脱水反应并形成化学键,从而将不相容的极性和非极性物质进行化学偶联,所以采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂还可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而能够显著提高复合材料的稳定性、韧性以及其它力学性能等;偶联剂作为表面改性剂可以使无机导热填料表面包覆一层有机分子,从而不仅可以改善导热填料在树脂基体内部的界面融合,解决粉体填料的团聚问题,还有利于导热填料在树脂基体内部的分散。由此,本发明上述实施例的聚苯硫醚复合材料不仅具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
根据本发明的第二个方面,本发明提出了一种制备上述的聚苯硫醚复合材料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将石墨烯、氧化铝和氮化硼均匀分散在溶剂中形成悬浮液;(2)将悬浮液与偶联剂进行混合,以便得到糊状混合物;(3)对糊状混合物进行干燥处理,使溶剂蒸发,以便得到固体混合物;(4)对固体混合物进行破碎处理,以便得到粉状混合物;(5)将粉状混合物与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物混合后进行熔融挤出造粒,以便得到聚苯硫醚复合材料。
下面参考图1-2对本发明上述实施例的制备聚苯硫醚复合材料的方法进行详细描述。
S100:对导热填料进行硅烷化处理
根据本发明的实施例,将石墨烯、氧化铝和氮化硼均匀分散在溶剂中形成悬浮液;将悬浮液与偶联剂进行混合,以便得到糊状混合物;对糊状混合物进行干燥处理,使溶剂蒸发,以便得到固体混合物;对固体混合物进行破碎处理,以便得到粉状混合物。发明人发现,通过对导热填料进行硅烷化处理,无机导热填料表面可以通过硅烷偶联剂不同程度的接枝而包覆一层有机分子,从而不仅可以改善导热填料在树脂基体内部的界面融合,避免导热填料团聚等问题,还有利于导热填料在树脂基体内部分散,从而可以显著提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的一个具体实施例,石墨烯、氧化铝和氮化硼的质量比可以为(1-5):(2-15):(2-8),例如(1-5):(2-15):(2-5)。发明人发现,当将石墨烯、氧化铝和氮化硼混合作为导热填料时可以具有协同作用,而当石墨烯、氧化铝和氮化硼采用上述质量比时,可以进一步提高导热填料的协同作用,进而显著提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。优先地,石墨烯、氧化铝和氮化硼的质量比可以为1:(2-15):(2-5),可以使导热填料具有更好地协同作用,进而进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能。
根据本发明的再一个具体实施例,石墨烯、氧化铝和氮化硼的总质量与溶剂的质量比可以为1:(2-5)。发明人发现,若石墨烯、氧化铝和氮化硼的总质量与溶剂的质量比过大,相当于溶剂加入量不足,石墨烯、氧化铝和氮化硼在溶剂中不能充分,影响偶联剂对其进行表面改性的效果,而若石墨烯、氧化铝和氮化硼的总质量与溶剂的质量比过小,相当于溶剂加入量过多,不仅浪费溶剂,还会增加对硅烷化反应得到的糊状混合物进行干燥处理的负担,影响制备效率。由此,本发明中通过控制石墨烯、氧化铝和氮化硼的总质量与溶剂的质量比为1:(2-5),不仅有利于对石墨烯、氧化铝和氮化硼表面进行硅烷化处理,还可避免原料浪费并提高制备效率。
根据本发明的又一个具体实施例,石墨烯、氧化铝和氮化硼的添加顺序依次为氮化硼和氧化铝,最后为石墨烯。发明人发现,若预先向溶剂中加入石墨烯再加入氧化铝和氮化硼,容易使氧化铝和氮化硼粉末在石墨烯内聚集,导致石墨烯、氧化铝、氮化硼分散不均,本发明中通过预先溶剂中加入氧化铝和氮化硼,是氧化铝和氮化硼在溶剂中充分混合后再加入石墨烯,可以显著提高石墨烯、氧化铝和氮化硼混合均匀性,确保导热填料表面改性效果,从而进一步提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,本发明中溶剂的类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。例如,溶剂可以为选自异丙醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。由此,不仅可以使导热填料充分分散到溶剂中以便进行表面硅烷化处理,还可以在后续干燥处理过程中使溶剂充分蒸发,进而有效避免溶剂对聚苯硫醚复合材料综合性能的影响。
根据本发明的又一个具体实施例,石墨烯可以为多层石墨烯,发明人发现,单层石墨烯虽然在导热效果上更胜一筹,然而其成本高、难量产、不易分散等问题会制约其在复合材料中的应用,而多层石墨烯可以完全解决这些问题,此外发明人还发现,在复合材料的导热系数的性能上而言,由于单层石墨烯不易分散,在复合材料中难以形成连续均匀的热传导相,使得导热性能不及多层石墨烯,具体地,多层石墨烯和单层石墨烯在同等数量的添加量的前提下,要比单纯添加单层石墨烯的导热性能提高至少10%以上,且材料成本下降大于70%。由此,本发明中通过采用多层石墨烯作为导热填料的一部分可以进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能。
根据本发明的又一个具体实施例,氧化铝的粒径可以为20-60nm,例如25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm或55nm,氮化硼的粒径可以为20-50nm,例如25nm、30nm、35nm、40nm或45nm,比表面积可以为20-50m2/g,例如25m2/g、30m2/g、35m2/g、40m2/g或45m2/g。发明人发现,填料粒径的大小和复合材料的性能息息相关,填料粒径太小时,填料在聚合物中会形成“堆积”效果,团聚在一起,使得导热树脂形成了不连续均一项,材料易发生缺陷和导热不良的后果;而填料粒径太大,填料和树脂难以融合,制品表面粗糙,影响外观,本发明中通过控制氧化铝和氮化硼为上述粒径和比表面积,不仅可以进一步提高氧化铝和氮化硼在聚苯硫醚复合材料中的分散性,增强复合材料的均匀性和稳定性,还能进一步提高聚苯硫醚复合材料导热性能和力学性能。优选地,氧化铝和氮化硼的粒径可以为35-45nm,由此可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的力学性能和导热性能。
根据本发明的又一个具体实施例,偶联剂可以为含有巯基的硅烷偶联剂。发明人发现,选用含有巯基的硅烷偶联剂作为导热填料的表面改性剂,不仅可以有效避免导热填料团聚并提高导热填料在聚苯硫醚复合材料中的分散性,还可以使经硅烷化处理后的导热填料与树脂原料具有更好的相容性和界面粘结性,从而进一步聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,将石墨烯、氧化铝和氮化硼按照预定比例和添加次序与溶剂进行混合时,搅拌速度可以为10-15r/min,混合时间为1.5-2.5h。由此,可以使石墨烯、氧化铝和氮化硼能够充分混合,进而进一步提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,悬浮液与偶联剂的混合时间可以为0.5-2h。由此,可以使导热填料与偶联剂充分反应,进而进一步提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,可以将糊状混合物在鼓风干燥箱中干燥3-4h,干燥温度可以为90-105℃,例如95℃,当干燥温度较低时,溶剂难以全部挥发,会有一部分残留在粉末当中,造成挤出后制品内部有“孔洞”,形成残次品;而温度过高又会使得偶联剂与导热填料表面形成的交联键在热和氧的双重作用下发生断裂,从而不能起到预期的效果。。由此,可以确保除糊状混合物中的溶剂被充分去除,进而进一步提高最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
S200:熔融挤出造粒处理
根据本发明的实施例,对固体混合物进行破碎处理,以便得到粉状混合物;将粉状混合物与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物混合后进行熔融挤出造粒,以便得到聚苯硫醚复合材料。发明人发现,采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而显著提高复合材料的稳定性、韧性以及其它力学性能,并且采用硅烷化处理后的导热填料与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物混合还能进一步提高导热填料与树脂原料的相容性和在复合材料中的分散性,由此,可以使聚苯硫醚复合材料兼具较好的导热性能和力学性能。
根据本发明的一个具体实施例,粉状混合物的粒径为48-150微米。发明人发现,粉状混合物的粒径过大,影响导热填料在聚苯硫醚复合材料中的分散效果,而若混合物的粒径过小,又会增加磨料难度。本发明中通孔控制粉状混合物的粒径为48-150微米,不仅可以进一步提高导热填料在聚苯硫醚复合材料中的分散效果,还可以降低制备难度。
根据本发明的再一个具体实施例,粉状混合物与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(5-50):(60-90):(10-40),例如(6-28):(60-90):(10-40),(6-28):85:15,20:80:20,10:85:15或15:75:25。发明人发现,聚苯硫醚树脂硬度高且脆性大,若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的加入量过少,不能起到很好的增韧改性效果,而且对改善复合材料力学性能以及树脂原料与导热填料之间界面性能的效果也不明显,而若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的加入量过多,又会影响聚苯硫醚复合材料的导热性能;并且无论是改性还是没有改性过的,添加过量的无机填料都会使得高分子复合材料的力学性能如拉伸强度和延伸率等直线下降,从而失去使用价值,即若导热填料石墨烯、氧化铝和氮化硼的加入量过多,会严重影响复合材料的力学性能,而若导热填料的加入量过少,又不足以显著提升复合材料的导热效果。由此,本发明中通过控制上述原料组成及配比,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能,将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率和塑料换热器的整体使用性能,改善了现有塑料换热器传热效率低、力学性能差的问题。优选地,粉状混合物的添加量可以为与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物总质量5-20%,例如5%、8%、12%、15%或18%,由此,可以在确保聚苯硫醚复合材料具有较好导热性能的基础上进一步提高其力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,聚苯硫醚树脂的聚合度可以为200-500,例如200、250、300、350、400、450或500等,马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度可以为100-550,例如100、150、200、250、300、350、400、450或500等。发明人发现,若聚苯硫醚树脂的聚合度过大,会导致其自身硬度和脆性升高而韧性和拉伸强度等力学性能显著下降,进而影响聚苯硫醚复合材料的力学性能;而若马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度过高,其硬度和脆性也会有一定的升高,从而降低其对聚苯硫醚树脂的增韧效果,而本发明中通过控制聚苯硫醚树脂的聚合度为200-500,马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度为100-550,不仅可以使聚苯硫醚复合材料具有适宜的硬度,还可以进一步提高复合材料的力学性能。
根据本发明的又一个具体实施例,可以采用一段喂料的双螺杆挤出机进行挤出造粒,其中,由喂料口至模头的温度分别为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃。由此,可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明上述实施例的制备聚苯硫醚复合材料方法,通过以聚苯硫醚树脂为主要原料,并以石墨烯、氧化铝和氮化硼作为导热填料、以马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂、以偶联剂作为表面改性剂,不仅可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能和韧性,还可以显著改善加入导热填料而导致复合材料力学性能下降的问题,具体地,石墨烯、氧化铝和氮化硼共同使用可以具有协同作用,进而可以进一步提高聚苯硫醚复合材料的导热性能;将导热填料与聚苯硫醚树脂和马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物进行混合熔融造粒之前预先对石墨烯、氧化铝和氮化硼进行硅烷化处理,可以使无机导热填料表面包覆一层有机分子,从而不仅可以改善导热填料在树脂基体内部的界面融合,提高导热填料与树脂原料的相容性,解决粉体填料的团聚问题,还有利于导热填料在树脂基体内部的分散;而马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团,使材料具有高的极性和反应性,是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂,因此通过采用马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物作为增韧改性树脂还可以进一步改善树脂原料与导热填料之间的界面性能,进而能够显著提高复合材料的稳定性、韧性以及其它力学性能等。由此,采用该方法不仅可以使最终制备得到的聚苯硫醚复合材料具有较好的耐高温、耐腐蚀和热稳定性等优点,还可以使其兼具较好的导热性能和力学性能,进而将其用于塑料换热器时可以显著提高塑料换热器的换热效率,从而显著提高塑料换热器的整体使用性能。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解,下面的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
(1)将1重量份的石墨烯、15重量份氧化铝和2重量份的氮化硼分散在90重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液。其中,预先将2重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入1重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将3重量份的3-巯丙基三乙氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛100目,制成粉状混合物;
(5)将90重量份的聚苯硫醚树脂、10重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和6重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例2
(1)将5重量份的石墨烯、2重量份氧化铝和5重量份的氮化硼分散在24重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液。其中,预先将5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将2重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入5重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的巯丙基三甲氧基硅烷在15r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛300目,制成粉状混合物;
(5)将60重量份的聚苯硫醚树脂、40重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和28重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例3
(1)将3重量份的石墨烯、8.5重量份氧化铝和3.5重量份的氮化硼分散在48重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液。其中,预先将3.5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将8.5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入3重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将2重量份的3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷在12r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛200目,制成粉状混合物;
(5)将75重量份的聚苯硫醚树脂、25重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和12重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例4
(1)将1重量份的石墨烯、5重量份氧化铝和2.5重量份的氮化硼分散在17重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液;其中,预先将2.5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入1重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛200目,制成粉状混合物;
(5)将85重量份的聚苯硫醚树脂、15重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和17重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例5
(1)将1重量份的石墨烯、5重量份氧化铝和5重量份的氮化硼分散在22重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液;其中,预先将5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入1重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的巯丙基三甲氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛200目,制成粉状混合物;
(5)将85重量份的聚苯硫醚树脂、15重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和17重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例6
(1)将1重量份的石墨烯、5重量份氧化铝和2.5重量份的氮化硼分散在17重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液;其中,预先1重量份的配置好的石墨烯缓慢加入异丙醇溶剂中,形成均匀地分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入2.5重量份的氮化硼继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛200目,制成粉状混合物;
(5)将85重量份的聚苯硫醚树脂、15重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和17重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例7
(1)将1重量份的石墨烯、5重量份氧化铝和2.5重量份的氮化硼分散在17重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液;其中,预先将5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入1重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为105℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛200目,制成粉状混合物;
(5)将85重量份的聚苯硫醚树脂、15重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和17重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
实施例8
(1)将1重量份的石墨烯、5重量份氧化铝和2.5重量份的氮化硼分散在17重量份的异丙醇溶剂中,形成悬浮溶液;其中,预先将2.5重量份的氮化硼加入异丙醇溶剂中形成均匀分散液,再将5重量份氧化铝加入分散液中,混合均匀后再加入1重量份的配置好的石墨烯继续混合,最终形成悬浮溶液;
(2)将1重量份的3-巯丙基三乙氧基硅烷在10r/min匀速搅拌的情况下缓慢滴入步骤(1)得到的悬浮液,并保持2h的偶联时间,温度设定在80℃,得糊状混合物;
(3)将步骤(2)制得的糊状混合物在鼓风干燥箱中进行烘干,出去溶剂,得到固体混合物,其中,烘干温度为95℃,烘干时长为3h;
(4)将步骤(3)制得的固体混合物打磨成粉,并过筛300目,制成粉状混合物;
(5)将85重量份的聚苯硫醚树脂、15重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物和17重量份步骤(4)得到的粉状混合物混合均匀;
(6)将步骤(5)中的混合物在双螺杆挤出机进行挤出造粒,最终得到聚苯硫醚复合材料,其中挤出机温度由喂料口至模头温度设定依次为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃,螺杆转速为82r/min。
对实施例1-8制备得到的聚苯硫醚复合材料进行评价:
分别对实施例1-8所制得的导热聚苯硫醚树脂进行导热性能和力学性能的评价,其中,评价制备和测试方法如下:导热性能参照GB 3399-1982塑料导热系数试验方法护热平板法;力学性能参照GB/T 1040.1-2006塑料拉伸性能的测定;评价结果见表1。
表1实施例1-8制得的导热聚苯硫醚树脂性能比较
项目 | 导热系数(W/m/K) | 拉伸强度(MPa) | 伸长率(%) |
实施例1 | 1.75 | 85 | 8 |
实施例2 | 1.9 | 91 | 6 |
实施例3 | 1.83 | 90 | 9 |
实施例4 | 1.5 | 87 | 12 |
实施例5 | 1.71 | 79 | 9 |
实施例6 | 1.3 | 86 | 10 |
实施例7 | 1.3 | 83 | 8 |
实施例8 | 1.5 | 90 | 10 |
结论:
结合实施例1-8和表1可以看出,采用本发明上述实施例的制备方法得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能较好,导热聚苯硫醚复合材料的导热系数与原料配比和导热填料的添加量有关,整体上随导热填料添加量上升而增加;并且根据实施例6和7可知,对无机填料进行硅烷化处理时,预先向溶剂中加入石墨烯再加入氧化铝和氮化硼来形成悬浮液或增加对糊状混合物的烘干温度,均会影响最终制备得到的聚苯硫醚复合材料的导热性能和力学性能。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种聚苯硫醚复合材料,其特征在于,包括:聚苯硫醚树脂、马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、石墨烯、氧化铝、氮化硼和偶联剂。
2.根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,包括:
60-90重量份的聚苯硫醚树脂、10-40重量份的马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、1-5重量份的石墨烯、2-15重量份的氧化铝、2-5重量份的氮化硼和1-3重量份的偶联剂。
3.根据权利要求1或2所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,所述聚苯硫醚树脂的聚合度为200-500。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的聚合度为100-550。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,所述石墨烯为多层石墨烯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,所述氧化铝的粒径为20-60nm,
任选地,所述氮化硼粒径为20-50nm,比表面积为20-50m2/g。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于,所述偶联剂为含有巯基的硅烷偶联剂。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的聚苯硫醚复合材料的方法,其特征在于,包括:
(1)将所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼均匀分散在溶剂中形成悬浮液;
(2)将所述悬浮液与所述偶联剂进行混合,以便得到糊状混合物;
(3)对所述糊状混合物进行干燥处理,使溶剂蒸发,以便得到固体混合物;
(4)对所述固体混合物进行破碎处理,以便得到粉状混合物;
(5)将所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物混合后进行熔融挤出造粒,以便得到所述聚苯硫醚复合材料。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为(1-5):(2-15):(2-8),
任选地,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为(1-5):(2-15):(2-5),
任选地,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的质量比为1:(2-10):(2-5),
任选地,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的总质量与所述溶剂的质量比为1:(2-5),
任选地,步骤(1)中,所述石墨烯、所述氧化铝和所述氮化硼的添加顺序依次为氮化硼、氧化铝和石墨烯,
任选地,步骤(1)中,所述溶剂为选自异丙醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯中的至少一种,
任选地,步骤(2)中,所述悬浮液与所述偶联剂的混合时间为0.5-2h,
任选地,步骤(4)中,所述粉状混合物的粒径为48-150微米。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(5-50):(60-90):(10-40),
任选地,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(6-28):(60-90):(10-40),
任选地,步骤(5)中,所述粉状混合物与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物的质量比为(6-28):85:15,
优选地,步骤(5)中,所述粉状混合物的添加量为与所述聚苯硫醚树脂和所述马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物总质量5-20%,
任选地,步骤(5)中,采用一段喂料的双螺杆挤出机进行所述挤出造粒,其中,由喂料口至模头的温度分别为270℃、275℃、280℃、285℃、285℃。
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