CN114015236A - 一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其组分及重量份数为：聚苯硫醚61～70份、碳纤维21～30份、聚四氟乙烯8～18份、相容剂1～2份、表面处理剂0.1～0.4份，润滑剂1～2份，偶联剂0.1～2份，聚苯硫醚的重均分子量为10000～15000，碳纤维为短切碳纤维，纤维长度为40～70mm；本发明还提供了上述碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法。本发明所制备的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料拉伸强度大于等于95，磨耗小于5，摩擦系数小于0.2，可满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和摩擦性能的需求。本发明加工操作简单，原料成本低，环保无污染，具有较大的社会效益和经济效益，适宜推广。
Description
技术领域：
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
背景技术：
PPS塑胶原料中文名称叫聚苯硫醚，英文名称：Phenylenesulfide。它是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点，耐化学腐蚀性强等特点。PPS是工程塑科中耐热性最好的品种之一，经玻璃纤维改性的料热变形温度一般大于260度，耐化学性仅次于聚四氟乙烯。此外，它还具有成型收缩率小，吸水率低，防火性好。耐震动疲乏性好，耐电弧性强等优点，特别是在高温、高湿的环境下仍然有极佳的电绝缘性。在化工领域、机械领域、电子电器领域都有着比较广泛的应用。虽然聚苯硫醚优点众多，但也存在不足之处，但其缺点是脆性大、韧性差，耐冲冲击强度低，经过改性后，可以克服上述缺点，获得十分优异的综合性能。
聚苯硫醚进行改性的方法有很多，通过不同的改性方法对聚苯硫醚所能产生的性能也有极大的不同，聚苯硫醚改性方法可以分为两大类——物理方法和化学方法。物理方法主要通过熔融共混和填充的方法加入添加剂来给予聚苯硫醚新的特性。化学方法是通过改变聚苯硫醚的分子结构，比如共聚、交联和接枝改性等，从而达到改变材料的结构和性能的目的。本实验通过物理和化学方法的优良改性从而得到优质的改性聚苯硫醚。
改性聚苯硫醚具有多种用途，可将其作为空调滑块的制作材料，然而，空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和耐磨性能有一定的需求，目前的改性聚苯硫醚大多不能同时满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和耐磨性能的需求。例如公开号CN112411194A公开了“一种耐高温高分子膜材料的制备方法”，但材料组分过于单一，材料力学性能并未得到有效提高，此外，该发明未涉及耐磨性能的改善。公开号CN104194337A公开了“一种聚苯硫醚复合材料”采用玻璃纤维增强聚苯硫醚来提高材料的力学性能，耐热性能，但并未提高其材料的耐磨性能。公开号CN102634124A的发明专利公开了一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及制备方法，其使用挤出工艺制备得到复合材料，该工艺制备出的聚苯硫醚复合材料中，碳纤维含量较低，并且其力学性能不够理想。公开号为CN105348796A的发明专利公开了碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。各方法组分互相配合、综合作用，能提高聚苯硫醚复合材料的韧性和耐热性，但未能提高材料的耐磨性能。
基于此，本发明提供一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，以同时满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和耐磨性能的需求。
发明内容：
本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，以解决现有技术中空调滑块材料在力学性能及摩擦性能中存在的缺陷与不足。
本发明的第二目的是提供一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一、一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其组分及重量份数为：聚苯硫醚61～70份、碳纤维21～30份、聚四氟乙烯8～18份、相容剂1～2份、表面处理剂0.1～0.4份，润滑剂1～2份，偶联剂0.1～2份。
进一步的，所述偶联剂重量份数为0.1～1份。
进一步的，所述聚苯硫醚的重均分子量为10000～15000。
进一步的，所述碳纤维为短切碳纤维，纤维长度为40～70mm。
进一步的，所述相容剂为pp-g-MAH或炭黑。
进一步的，所述偶联剂为KR-41B、KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171、A-171及A-172中的任意一种。
进一步的，所述润滑剂为石蜡、甲基硅油及硬脂酸中的一种。
进一步的，所述表面处理剂为为环氧乳液、聚氨酯乳液、聚丙烯酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯有机硅树脂中的一种。
进一步的，所述高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料拉伸强度大于等于95，磨耗小于5，摩擦系数小于0.2，可满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和摩擦性能的需求。
进一步的，所述聚四氟乙烯为通用聚四氟乙烯。
二、一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61～70份、碳纤维21～30份、聚四氟乙烯8～18份、相容剂1～2份、表面处理剂0.1～0.4份，润滑剂1～2份，偶联剂0.1～2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入挤出机中进行挤出实验，将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整适当转数进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
进一步的，所述挤出机为双螺杆挤出机，五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，通过将短切碳纤维与聚苯硫醚、聚四氟乙烯、相容剂、表面处理剂、润滑剂、偶联剂，并置入挤出机中进行挤出操作，各组分间相互发生协同作用，所制备的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料具有优秀的力学性能，可增强弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率和耐磨性能。本发明所得到的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料拉伸强度大于95，断裂伸长率大于1，磨耗小于5mg/12min，摩擦系数小于0.2，满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和摩擦性能的需求。本发明设计合理，加工操作简单，原料成本低且环保无污染，具有较大的社会效益和经济效益，适宜推广。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为10000)、短切碳纤维30份、聚四氟乙烯8份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，KR-41B 0.1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例2
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚62份(重均分子量为15000)、短切碳纤维28份、聚四氟乙烯9份、炭黑1.5份、聚酯有机硅树脂0.2份，石蜡2份，硅烷偶联剂A-172 0.1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例3
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚64份(重均分子量为13000)、短切碳纤维26份、聚四氟乙烯9份、炭黑1.5份、聚酯有机硅树脂0.2份，石蜡2份，硅烷偶联剂A-172 0.6份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例4
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚66份(重均分子量为15000)、短切碳纤维24份、聚四氟乙烯9份、炭黑1.5份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，硅烷偶联剂A-172 0.5份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例5
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚68份(重均分子量为10000)、短切碳纤维22份、聚四氟乙烯10份、炭黑1.5份、聚酯有机硅树脂0.1份，石蜡2份，硅烷偶联剂A-172 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例6
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为13000)、短切碳纤维28份、聚四氟乙烯10份、pp-g-MAH 2份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，KR-41B 0.1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例7
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为15000)、短切碳纤维26份、聚四氟乙烯12份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.4份，甲基硅油2份，KR-41B 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例8
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为10000)、短切碳纤维24份、聚四氟乙烯13份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.2份，甲基硅油1份，KR-41B 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例9
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为15000)、短切碳纤维21份、聚四氟乙烯13份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.3份，甲基硅油2份，KR-41B 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例10
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为12000)、短切碳纤维21份、聚四氟乙烯13份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，KR-41B 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例11
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚70份(重均分子量为10000)、短切碳纤维21份、聚四氟乙烯13份、炭黑1份、聚酯有机硅树脂0.4份，石蜡1份，偶联剂KR-41B 0.1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例12
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为12000)、短切碳纤维22份、聚四氟乙烯12份、炭黑2份、聚酯有机硅树脂0.4份，石蜡2份，偶联剂KR-41B 0.5份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例13
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为15000)、短切碳纤维25份、聚四氟乙烯12份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，偶联剂KH560 0.5份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例14
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为10000)、短切碳纤维30份、聚四氟乙烯9份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油1份，偶联剂A-171 2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例15
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚70份(重均分子量为15000)、短切碳纤维26份、聚四氟乙烯13份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，偶联剂KH560 2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例16
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为10000)、短切碳纤维23份、聚四氟乙烯12份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.1份，甲基硅油2份，偶联剂KH560 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例17
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚70份(重均分子量为12000)、短切碳纤维25份、聚四氟乙烯13份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.2份，甲基硅油2份，偶联剂KH560 1份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例18
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为10000)、短切碳纤维30份、聚四氟乙烯8份、炭黑1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH560 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例19
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚70份(重均分子量为15000)、短切碳纤维30份、聚四氟乙烯8份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.4份，甲基硅油2份，偶联剂KH560 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
实施例20
一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚61份(重均分子量为15000)、短切碳纤维30份、聚四氟乙烯8份、pp-g-MAH 1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
对比例1
本对比例提供一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、取聚苯硫醚61份(重均分子量为30000)、碳纤维29份、聚四氟乙烯11份、pp-g-MAH1份、聚酯有机硅树脂0.2份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.5份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制备完成。
对比例2
本对比例提供一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、取聚苯硫醚61份(重均分子量为40000)、碳纤维30份、聚四氟乙烯10份、pp-g-MAH1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制备完成。
对比例3
本对比例提供一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、取聚苯硫醚57份(重均分子量为45000)、碳纤维28份、聚四氟乙烯8份、pp-g-MAH1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制备完成。
对比例4
本对比例提供一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、取聚苯硫醚65份(重均分子量为50000)、碳纤维25份、聚四氟乙烯6份、pp-g-MAH1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.8份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。
将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制备完成。
对比例5
本对比例提供一种碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，制备方法包括以下步骤：
S1、取聚苯硫醚55份(重均分子量为50000)、碳纤维28份、聚四氟乙烯5份、pp-g-MAH1份、聚酯有机硅树脂0.3份，石蜡2份，偶联剂KH550 0.2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入SHJ-20双螺杆挤出机中进行挤出操作，挤出机五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃，螺杆转速为170rpm。
将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机并调整转数为320r/min进行切粒，制备完成。
现将本发明实施例1～20以及对比例1～4所制备的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料进行性能测试，以拉伸强度、断裂伸长率、磨耗和耐磨系数作为试验指标，结果参照表1。
表1
由表1可以看出，与对比例1～5相比，本发明实施例能够显著提高材料的耐磨性能。本发明所得到的碳纤维增强聚苯硫醚复合材料拉伸强度大于95MPa，断裂伸长率大于1，磨耗小于5mg/12min，耐磨系数0.1～0.2，满足空调滑块对于聚苯硫醚复合材料机械强度和摩擦性能的需求。同时本发明加工操作简单，原料成本低，环保无污染，具有较大的社会效益和经济效益。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，其组分及重量份数为：聚苯硫醚61～70份、碳纤维21～30份、聚四氟乙烯8～18份、相容剂1～2份、表面处理剂0.1～0.4份，润滑剂1～2份，偶联剂0.1～2份；所述聚苯硫醚的重均分子量为10000～15000。
2.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述碳纤维为短切碳纤维，纤维长度为40～70mm。
3.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述相容剂为pp-g-MAH或炭黑。
4.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述偶联剂为KR-41B、KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171、A-171及A-172中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、甲基硅油及硬脂酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述表面处理剂为环氧乳液、聚氨酯乳液、聚丙烯酸酯树脂、聚酯树脂、聚酯有机硅树脂中的一种。
7.根据权利要求1所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料拉伸强度大于等于95，磨耗小于5，摩擦系数小于0.2。
8.权利要求1～7任意一项所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按配比取聚苯硫醚60～70份、碳纤维20～30份、聚四氟乙烯5～10份、相容剂1～2份、表面处理剂0.1～0.4份，润滑剂1～2份，偶联剂0.1～2份于高速共混机中共混均匀，随后放入鼓风干燥箱中60℃干燥24小时备用；
S2、将S1所制备的共混物置入挤出机中进行挤出实验，将挤出条进行水冷、吹干，送入切粒机进行切粒，制成粒料即为目标产物高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料。
9.根据权利要求8所述的高强度、高耐磨碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，五区温度分别为285℃、290℃、290℃、290℃、290℃，机头温度为285℃。
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