CN110194897A - 高导电率的聚苯硫醚复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导电率的聚苯硫醚复合材料，包括聚苯硫醚树脂40‑70份、多孔导电陶瓷20‑30份、导电母粒20‑40份、顺磁性物料5‑15份、增韧剂2‑8份、增容剂3‑6份、偶联剂0.5‑2.5份；其中，导电母粒按照质量份计包括聚对苯二甲酸丁二醇酯50‑85份、表面改性的金属粉20‑50份、抗氧剂0.1‑0.6份。本发明的高导电率的聚苯硫醚复合材料，导电母粒PBT基体树脂粘度低流动性高，在注塑过程中倾向于分布在的表面，从而进一步结合内部的多孔导电陶瓷和顺磁性材料粉末，形成比较稳定的具有电磁耦合的导电网络，提升导电的效果。当母粒的添加比例为15％，即导电填料的添加量为5％左右时，电阻即可做到10³Ω，且复合材料却可以保持较好的机械性能。

Description

高导电率的聚苯硫醚复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种高导电率的聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

塑料基导电复合材料综合了金属的导电性(即在材料两端加上一定电压，在材料中有电流通过)和塑料树脂的各种特性(即材料分子是由许多小的、重复出现的结构单元组成的)。塑料常用的导电填充物主要有碳系材料、金属和金属氧化物三大类，其它有机抗静电剂或导电聚合物材料的导电效率不高，其中碳系导电填料由于原料易得、质轻、不易氧化、易形成导电网络而最为常用，常用的碳系导电填料包括导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯以及石墨等。而超细金属粉末具有优良的导电性能，但与聚合物的相容性不好，容易团聚，导致材料机械性能劣化。

聚苯硫醚(PPS)树脂是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。PPS树脂性脆，经过增韧后，材料的韧性会有所改善，可以满足使用要求；但在传统的导电材料的制备方法中，简单将大量无机导电填料填充到聚合物基体中，采用这种方法制备的材料的导电率大幅度提升，但机械性能劣化严重，难以满足使用要求。

基于以上情形，为了使聚苯硫醚基导电复合材料的性能能相对消除和兼容以上缺陷，比较常用的做法是通过对优化导电填料的选择，并添加辅助的助剂成分来调理聚苯硫醚基导电复合材料的性能，使其最终能满足各项性能的均衡。一种比较全面和典型的做法，如疆合材料科技在201810237504.3号发明专利提出的聚碳酸酯复合材料的内容，其将成分选择和比例调整采用“PC树脂40-60份、导电母粒10-30份、补强填料10-30份，以及按照特定比例选用的增韧剂、抗氧剂、润滑剂等功能助剂”组合制备。通过在合理降低导电填料添加量的基础上，基本上导电填料的添加量控制在10％，体积电阻能达到10⁴欧姆*米，基本性能满足使用要求。但是其专利成分中，补强填料和导电母粒中的导电填料这些无机相的最终比例，合计之后约占整体聚碳酸酯复合材料的约40-50％，机械强度虽然足够，整体相容、均一稳定性上是降低的，只是通过反复试验和比例调整趋于平衡，实质在导电性能和各项性能上的限制并没有提升和消除。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高导电率的聚苯硫醚复合材料，旨在提升材料的导电性能，并使其具有非常良好的各项平衡性质满足更高的使用要求。

为实现上述目的，本发明提供的高导电率的聚苯硫醚复合材料，包括各质量份的如下组分：聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份；其中，

所述导电母粒按照质量份计包括聚对苯二甲酸丁二醇酯50-85份、表面改性的金属粉20-50份、抗氧剂0.1-0.6份。

优选地，所述多孔导电陶瓷为二硼化钛导电陶瓷、掺杂稀土金属氧化物的氧化锆或氮化铝的导电陶瓷。

优选地，所述多孔导电陶瓷平均粒径为0.5-2mm，且孔隙率30-50％、孔径10-30μm。

优选地，所述顺磁性物料包括锰铁氧体、锌铁氧体、镍锌铁氧体和锰镁锌铁氧体中的至少一种。

优选地，所述导电母粒中的表面改性的金属粉为铁磁性金属或含有铁磁性金属的合金。

优选地，所述表面改性的金属粉为金属粉在温度为35.5-50.5℃的硅烷偶联剂的乙醇分散液中，搅拌24-48个小时制得。

优选地，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、马来酸酐接枝丁苯橡胶、马来酸酐接枝天然橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝三元乙丙橡胶、沙林树脂、高胶粉、核壳型MBS或ACR型增韧剂、热塑性聚酯弹性体以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的至少一种。

优选地，所述增容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、环氧树脂以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

优选地，所述偶联剂采用环氧基硅烷偶联剂与多官能团活性化合物的复合偶联剂。

本发明的高导电率的聚苯硫醚复合材料，导电母粒PBT基体树脂粘度低流动性高，在注塑过程中倾向于分布在的表面，从而进一步结合内部的多孔导电陶瓷和顺磁性材料粉末，形成比较稳定的具有电磁耦合的导电网络，提升导电的效果。当母粒的添加比例为15％，即导电填料的添加量为5％左右时，电阻即可做到10³Ω，且复合材料却可以保持较好的机械性能。

本发明进一步还提出以上高导电率的聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括如下步骤：

按重量份称取50-85份的PBT树脂，20-50份的经过表面改性的金属粉，0.1-0.6份的抗氧剂进行混合后，进行熔融挤出、造粒，得到导电母粒；

将聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份进行混合后，进行熔融挤出、造粒，即得到所述高导电率的聚苯硫醚复合材料。

具体实施方式

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种高导电率的聚苯硫醚复合材料，包括各质量份的如下组分：

聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份；其中，导电母粒按照质量份计包括聚对苯二甲酸丁二醇酯50-85份、表面改性的金属粉20-50份、抗氧剂0.1-0.6份。

从本发明以上复合材料的成分搭配可以看出，以聚苯硫醚树脂树脂作为基料，添加主要复合用于导电性能的多孔导电陶瓷、导电母粒、顺磁性物料粉末来调理导电性能，并且作用机理和最终的效果上，在导电性能的提升上具有显著的效果。具体，

聚苯硫醚树脂分子量为14000-25000g/mol，熔融指数为50-150g/10min。

多孔导电陶瓷是将具有导电性质的陶瓷粉料制备成内含有大量微米级孔隙的陶瓷材料，在陶瓷制备技术领域多孔的结构通常是采用造孔剂(比如石墨、蔗糖、PMMA微球等)与导电陶瓷粉末混合，再加入有机溶剂、烧结助剂(是成熟的市售产品，可以直接市售购买获得)于800-1200度的温度下烧结之后形成。一方面其自身具有导电性能满足导电需求，并且多孔孔隙结构，使得在导电的同时会产生若干微电单元结构，有利于提升电单元性能，有效集成电流密度增强电性。

进一步根据电磁常识，直观地说这种多孔导电陶瓷在导电形成电流之后会产生磁效应。配合导电能效，辅助将具有部分填充效果的成分采用顺磁性粉末，比如锰铁氧体、锌铁氧体、镍锌铁氧体和锰镁锌铁氧体中的至少一种。填充之后磁化强度的方向与导电形成的磁场强度的相同，因此使导电后形成的电磁的磁力方向和强度改变，进而形成感应电场，使得材料内部形成微电容单元，促进导电性能。并且顺磁特性能减少磁能向材料外透，抑制电子运动的能级损耗，降低电阻提升材料导电性。

并且导电母粒中结合以上两种电机理上的不同作为补充，将通常补充的导电母粒中的导电功能成分采用金属粉，其一方面金属原子的性能提供自由的电子促进导电连接，另一方面作为多孔陶瓷和顺磁性物质在电磁相互转化和相互促进上的中介和转化成分。

同时，整体为了调理聚苯硫醚复合材料的综合性能，复合材料中还添加有辅助助剂成分，具体包括：

增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、马来酸酐接枝丁苯橡胶、马来酸酐接枝天然橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝三元乙丙橡胶、沙林树脂、高胶粉、核壳型MBS或ACR型增韧剂、热塑性聚酯弹性体以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。

增容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、环氧树脂以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

偶联剂常规可以采用乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)、乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷(KH-172)、乙烯基三甲氧基硅烷(KH-171)、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷(KH-573)、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-572)、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷(KH-571)、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-662)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)中的一种，且优选带有反应性双键的硅烷偶联剂。

更加优选的实施中偶联剂采用硅烷偶联剂与多官能团活性化合物复配得到。硅烷偶联剂优选为环氧基硅烷偶联剂，例如KH-560；多官能团活性化合物优选为多官能团环氧化合物的环氧基团，如Basf公司的ADR-4370S。复配比例为1:1～1:3，优选比例为1：2。该复配偶联剂具有环氧活性基团，可与复合材料中的聚苯硫醚及聚对苯二甲酸丁二醇酯的羟基、氨基等活性基团发生反应，与增容剂相互配合，能够显著改善各成分共混相分离现象。

同时，导电母粒中的表面改性的金属粉，其表面改性的方式本发明中采用将金属粉在温度为35.5-50.5℃的硅烷偶联剂的乙醇分散液中，搅拌24-48个小时制得。改性后的金属粉，表面带有的可反应的活性基团与PBT基体树脂发生化学作用，将金属粉与基体树脂紧密链接，且可促进金属粉在母粒中的分散。

本发明的高导电率的聚苯硫醚复合材料，由于导电母粒PBT基体树脂粘度低流动性高，在注塑过程中倾向于分布在的表面，从而进一步结合内部的多孔导电陶瓷和顺磁性材料粉末，形成比较稳定的具有电磁耦合的导电网络，提升导电的效果。当母粒的添加比例为15％，即导电填料的添加量为5％左右时，电阻即可做到10³Ω，且复合材料却可以保持较好的机械性能。此外，还具有较高的流动性和较低的收缩率，适用于注塑大尺寸制件。

在以上实施方式的基础上，在更加优选实施的方式中，多孔导电陶瓷作为添加成分添加时期采用粉料微粒的形式，控制采用粒径为0.5-2mm范围内的多孔导电陶瓷微粒添加；同时基于性质和成分的效果，优选材质二硼化钛导电陶瓷、或掺杂有稀土金属氧化物如氧化镱、氧化铕的氧化锆或氮化铝的导电陶瓷；通常比较好的稀土金属氧化物可以采用掺杂质量分数在5-15％之间。为了使多孔陶瓷内部在复合材料混合之后，仍然能保留一定的孔隙，因此采用孔隙率30-50％、孔径10-30μm的规格类型。

导电母粒中的金属粉的成分，优选采用具有铁磁性金属或者含有它们的合金。

而导电母粒中的抗氧剂成分可以采用抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，可以通过Ciba公司生产的Irganox1010和Irganox168)复配得到。导电母粒的主料聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂优选分子量为15000-35000，粘度范围在0.65-1.50，且优选长春1200-211M，1100-211M，1100-211D以及1200-211D。

进一步在复合材料的性质调理上，还可以在以上材料成分中添加0.5-1份的润滑剂；而润滑剂采用油脂类物质，优选为乙撑双硬脂酰胺、微晶石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、聚乙烯蜡、硅酮母粒、白油、蒙旦蜡中的至少一种。

进一步结合以上成分内容，本发明还提出以上材料的制备方法，包括如下步骤：

S10，将金属粉末于35.5-50.5℃的硅烷偶联剂的乙醇分散液中，搅拌24-48个小时后，分离固相粉料即制得表面改性的金属粉；

S20，按重量份称取50-85份的PBT树脂，20-50份的经过表面改性的金属粉，0.1-0.6份的抗氧剂进行混合；将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为220-260℃，螺杆转速为350-500转/分钟，得到导电母粒。

S30，再将聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份进行混合；

S40，将步骤S30的混合浆料于挤出机中，进行熔融挤出、造粒，后即获得本发明的高导电率的聚苯硫醚复合材料。

其中，步骤S40的熔融挤出、造粒过程采用双螺杆挤出机进；并且有成分和物料的调整，对双螺杆挤出机的十个温控区的温度进行设置，采用10个温控区的温度均设定为240～330℃，并且优选按照熔融挤出顺序，将依次经过的温控去区的温度采用先逐渐升高，后再逐渐降低的控制方式进行；比如按照挤出顺序经过的温控区，将前4-6个的温度逐渐升高，后4-6个逐渐降低。

同时，作为高导电率的聚苯硫醚复合材料的制备方法的改进，双螺杆挤出机采用同向双螺杆挤出机，螺杆转速控制300-450转/分钟。

在整体的制备过程中，鉴于对生产过程的把控，双螺杆挤出机还具有两个抽真空区，其中一抽真空区位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一抽真空区位于计量段。

为使本发明上述高导电率的聚苯硫醚复合材料的细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及验证制备的聚苯硫醚复合材料的进步性效果，以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。

实施例1

S10，导电母粒的制备：将质量比1:1的铁镍合金粉于2倍体积的乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)的乙醇分散液(体积比1:2)，保持37度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取80份的PBT树脂、40份的表面改性金属粉、0.5份抗氧剂1010混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为400转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取60份的PPS树脂、20份的多孔导电陶瓷(氧化铝掺杂15％的氧化镱，平均粒径2mm)、20份的导电母粒、10份的锌铁氧体粉、5份的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物增韧剂、4份的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物增容剂、0.5份的KH-571混合；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM。

实施例2

S10，导电母粒的制备：将质量比1:1的铁、纳米银合金粉于2倍体积的KH-171和KH-792等比混合的乙醇分散液(体积比1:2)，保持40度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取70份的PBT树脂、30份的表面改性金属粉、0.3份抗氧剂168、0.3份抗氧剂626混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为420转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取60份的PPS树脂、30份的多孔导电陶瓷(二硼化钛)、30份的导电母粒、15份的锌铁氧体粉、6份的核壳型MBS和ACR型的混合增韧剂、4份的苯乙烯-马来酸酐共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物混合增容剂、0.5份的KH-662混合；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM。

实施例3

S10，导电母粒的制备：将钴、铜合金粉于2倍体积的KH-171和KH-792等比混合的乙醇分散液(体积比1:2)，保持40度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取70份的PBT树脂、30份的表面改性金属粉、0.3份抗氧剂168、0.3份抗氧剂626混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为420转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取40份的PPS树脂、25份的多孔导电陶瓷(钛硅碳导电陶瓷)、30份的导电母粒、10份的锰铁氧体粉、5份的核壳型MBS和ACR型的混合增韧剂、5份的苯乙烯-马来酸酐共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物混合增容剂、2份的KH-560和ADR-4370S按照1：2混合的偶联剂；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM；并且其中按照物料的进入次序，前5个温度区的温度从260度开始逐渐以10度差距升高到300度，后5个温度区的从310度逐渐以10度差距降低至270度。

实施例4

S10，导电母粒的制备：将镍粉于2倍体积的乙烯基三乙氧基硅烷(KH-151)的乙醇分散液(体积比1:2)，保持50度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取60份的PBT树脂、30份的表面改性金属粉、0.4份抗氧剂1010混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为400转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取55份的PPS树脂、22份的多孔导电陶瓷(氧化锆掺杂15％的氧化镱)、25份的导电母粒、8份的锌铁氧体粉、5份的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物增韧剂、4份的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物增容剂、0.5份的KH-571混合；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM。

实施例5

S10，导电母粒的制备：将银粉于2倍体积的KH-171和KH-792等比混合的乙醇分散液(体积比1:2)，保持40度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取55份的PBT树脂、40份的表面改性金属粉、0.3份抗氧剂168、0.3份抗氧剂626、1份微晶石蜡油混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为420转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取45份的PPS树脂、22份的多孔导电陶瓷(二硼化钛)、30份的导电母粒、6份的锌铁氧体粉、4份的核壳型MBS和ACR型的混合增韧剂、4份的苯乙烯-马来酸酐共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物混合增容剂、2份的KH-662混合；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM。

实施例6

S10，导电母粒的制备：将钴、铜合金粉于2倍体积的KH-171和KH-792等比混合的乙醇分散液(体积比1:2)，保持40度水浴搅拌24小时，后固液分离取固相粉末即为表面改性金属粉；

S20，按重量份称取58份的PBT树脂、26份的表面改性金属粉、0.2份抗氧剂168、0.2份抗氧剂626混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为420转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

S30，按重量份称取40份的PPS树脂、25份的多孔导电陶瓷(钛硅碳导电陶瓷)、32份的导电母粒、4份的镍锌铁氧体和5份锰镁锌铁氧体混合粉、5份的核壳型MBS和ACR型的混合增韧剂、5份的苯乙烯-马来酸酐共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物混合增容剂、2份的KH-560和ADR-4370S按照1：2混合的偶联剂；

S40，将步骤S30混合后的原料送入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出、造粒；双螺杆挤出机中十个温控区温度均控制260～310℃，螺杆转速为400RPM；并且其中按照物料的进入次序，前5个温度区的温度从260度开始逐渐以10度差距升高到300度，后5个温度区的从310度逐渐以10度差距降低至270度。

为了体现常规制备的导电性的聚苯硫醚复合材料的各项性能，以背景技术专利所描述的成分和方法、以及本发明部分成分变化实施的选择作为对比制备对比例的材料。

对比例1

导电母粒的制备：

S1：按重量份称取70份的PBT树脂，15份的未经过硅烷偶联剂表面改性的纳米银粒子，15份的未经过硅烷偶联剂表面改性的碳纳米管，0.4份的抗氧剂；

S2、将称取的各组份进行混合；

S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒，挤出机的设定温度为230-260℃，螺杆转速为400转/分钟，经过挤出机熔融挤出、造粒，得到导电母粒。

导电复合材料的制备：

S1、按重量份称取60份的PPS树脂、20份的导电母粒、10份的玻璃纤维、5份的增韧剂、4份的增容剂、0.5份的抗氧化剂、0.5份的润滑剂；

S2、将称取的各组份进行混合；

S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂；

上述挤出机十区温度为260～310℃，螺杆转速为400RPM。

对比例2

导电复合材料的制备：

S1、称取60份的PPS树脂、16份的PBT树脂、2份的碳纳米管、2份碳纤维、10份的短切玻璃纤维、5份增韧剂、4份的增容剂、0.5份的抗氧剂、0.5份的润滑剂；

S2、将称取的各组份进行混合；

S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂；

上述挤出机十区温度为260～310℃，螺杆转速为450RPM。

对比例3

导电复合材料的制备：

S1、称取76份的PPS树脂、2份的未表面改性的碳纳米管、2份的未表面改性的碳纤维、10份的硫酸镁晶须、5份的增韧剂、4份的增容剂、0.5份的抗氧剂、0.5份的润滑剂；

S2、将称取的各组份进行混合；

S3、将混合后的原料送入挤出机中，进行熔融挤出、造粒；其中，10份的短切玻璃纤维须侧喂；

上述挤出机十区温度为260～310℃，螺杆转速为450RPM。

基于上述实施例1-6以及对比例1-3，对得到的高导电率的聚苯硫醚复合材料的Izod缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲模量以及电阻进行测量。测量结果如下表1所示：

结合上表所体现的测试性能，可以看出本发明制备的材料的电阻在10³-10⁴范围变化，此时材料的的机械性能良好，可以达到使用要求，并且在不需要添加通常所需的补强填料下，均可达到机械性能与导电性能的均衡。对比例1采用未表面改性的常规导电填料，填料表面可与PBT基体树脂反应的基团很少，无法与PBT基体树脂产生强烈的相互作用，很难达到选择性的分布在PBT相中的效果，因而对比例1的表面电阻为10⁷Ω。对比例2及对比例3未制备导电母粒，即通过简单熔融共混制备导电复合材料，那么纳米尺寸的导电填料易团聚，难以均匀分散，导致无法形成有效的导电网络，因而表面电阻较高，无法满足使用要求。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，包括各质量份的如下组分：聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份；其中，

所述导电母粒按照质量份计包括聚对苯二甲酸丁二醇酯50-85份、表面改性的金属粉20-50份、抗氧剂0.1-0.6份。

2.如权利要求1所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述多孔导电陶瓷为二硼化钛导电陶瓷、掺杂稀土金属氧化物的氧化锆或氮化铝的导电陶瓷。

3.如权利要求2所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述多孔导电陶瓷平均粒径为0.5-2mm，且孔隙率30-50％、孔径10-30μm。

4.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述顺磁性物料包括锰铁氧体、锌铁氧体、镍锌铁氧体和锰镁锌铁氧体中的至少一种。

5.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述导电母粒中的表面改性的金属粉为铁磁性金属或含有铁磁性金属的合金。

6.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述表面改性的金属粉为金属粉在温度为35.5-50.5℃的硅烷偶联剂的乙醇分散液中，搅拌24-48个小时制得。

7.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝热塑性聚氨酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、马来酸酐接枝丁苯橡胶、马来酸酐接枝天然橡胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝三元乙丙橡胶、沙林树脂、高胶粉、核壳型MBS或ACR型增韧剂、热塑性聚酯弹性体以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的至少一种。

8.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述增容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、环氧树脂以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

9.如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述偶联剂采用环氧基硅烷偶联剂与多官能团活性化合物的复合偶联剂。

10.一种如权利要求1至3任一项所述的高导电率的聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按重量份称取50-85份的PBT树脂，20-50份的经过表面改性的金属粉，0.1-0.6份的抗氧剂进行混合后，进行熔融挤出、造粒，得到导电母粒；

将聚苯硫醚树脂40-70份、多孔导电陶瓷20-30份、导电母粒20-40份、顺磁性物料5-15份、增韧剂2-8份、增容剂3-6份、偶联剂0.5-2.5份进行混合后，进行熔融挤出、造粒，即得到所述高导电率的聚苯硫醚复合材料。