CN117467276A - 一种低介电损耗阻燃pps/pc合金材料及其制备方法 - Google Patents

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CN117467276A CN202311232633.0A CN202311232633A CN117467276A CN 117467276 A CN117467276 A CN 117467276A CN 202311232633 A CN202311232633 A CN 202311232633A CN 117467276 A CN117467276 A CN 117467276A
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李茜萌
梁超
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Abstract

本申请属于高分子材料技术领域，具体公开了一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料及其制备方法。低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，以重量份数计，包括以下原料：PPS粉末60‑90份、PC树脂10‑40份、增容剂5‑10份、增塑剂0.5‑1份、反应阻燃剂1‑3份、热稳定剂1‑3份、抗氧剂0.5‑1份、润滑剂0.5‑1份、其他助剂0.1‑3份；其中，所述PPS粉末为线型或支链型PPS；所述PC树脂为中粘或高粘的PC树脂，分子量为24000‑30000。本申请中制备的低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料具有较好的强度、韧性和阻燃性等综合性能。

Description

一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)是一种含硫的芳香族聚合物，具有优异的高温稳定性、阻燃性、耐蠕变性、耐化学腐蚀性、良好的力学和电学性能等，是一种高耐热性工程塑料，广泛应用于电子电器、汽车、航空航天、造船、矿业、生化工程等领域。
在空气和氮气中，PPS的起始分解温度约为400℃，长期使用温度为220-240℃，短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优于绝大多数工程塑料。同时，PPS具有高电阻率和低介电常数，其电性能随温度变化小，即使在高温高湿下仍能保持良好的电性能。但是由于PPS的高结晶特征(结晶度可达65％)表现出既硬又脆的特征，材料韧性较差，妨碍了PPS的应用。
发明内容
为了改善PPS韧性较差的问题，本申请提供了一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料及其制备方法。
本申请提供了一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，采用如下的技术方案：
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，以重量份数计，包括以下原料：PPS粉末60-90份、PC树脂10-40份、增容剂5-10份、增塑剂0.5-1份、反应阻燃剂1-3份、热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0.1-3份；其中，所述PPS粉末为线型或支链型PPS；所述PC树脂为中粘或高粘的PC树脂，分子量为24000-30000。
通过采用上述技术方案，PPS粉末具有机械强度高、耐高温、耐化学腐蚀、高阻燃、热稳定性好、电学性能好等优点，但是韧性较差，PC树脂具有韧性高、耐热性和耐冲击性高的优点，但是PC树脂的耐溶剂性、阻燃性和电性能略微差一些，PPS粉末和PC树脂配合能够进行优势互补，既能提高PPS粉末的韧性，同时也能改善PC树脂的阻燃性、耐溶剂性和电性能，拓展了PPS粉末和PC树脂的应用领域。
增容剂的加入使得PPS粉末和PC树脂之间相容性更好，提高了PPS粉末体系的分散度，强化PPS粉末和PC树脂之间的界面粘结；增塑剂的加入改善PPS粉末体系的可塑性，改善PPS粉末和PC树脂混合体系的流动性，使得硬而刚性的PPS粉末体系变得软且柔韧；反应阻燃剂由于具有反应性，可以化学键合到PPS粉末和PC树脂的分子链上，成为PPS粉末和PC树脂的一部分，具有较好的阻燃性；热稳定剂能够在高温下维持PPS粉末体系的稳定性，抑制或减缓高温氧气氧化反应，从而延缓材料的老化和变质，以提高PPS粉末的耐热性、耐氧化性和长期稳定性；抗氧剂能够延缓PPS粉末的氧化过程和速度，保障PPS体系的性能和外观不衰老；润滑剂使得PPS粉末和PC树脂之间具有良好的相容性，在PPS内部起着降低分子间内聚力的作用，减少PPS熔体的内摩擦和熔体变形性，降低熔体黏度及改善塑化性能。
优选的，所述增容剂为具有高反应活性的乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和/或苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
通过采用上述技术方案，增容剂使得PPS体系分散均匀，能够增加PPS体系的抗压性、韧性、耐久性等性能。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯与4-15个碳的醇通过酯化反应生成的脂类；增塑剂为邻苯二甲酸酯二(2-乙基己)酯DOP或邻苯二甲酸酯二异癸酯DIDP中的一种；所述反应阻燃剂为分子内含有反应性基团的单体。
通过采用上述技术方案，增塑剂使得PPS粉末和PC树脂之间的相容性良好、增塑效率高、价格低廉、，而且影响PPS体系的安全性和电绝缘性。反应阻燃剂具有较高的阻燃性，可以在火焰作用下发生化学反应，将高温下形成的易燃气体转化为不易燃烧的气体，从而防止火焰蔓延，减少火灾事故的发生。
优选的，所述热稳定剂为含有环氧官能团的高分子稳定剂和/或无机无水磷酸氢盐；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；所述润滑剂为硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉中的至少一种。
通过采用上述技术方案，热稳定剂增加PPS体系的热稳定性，有助于保持PPS体系的性能稳定性；抗氧剂能够延缓PPS体系的氧化速度，进而延缓PPS体系的衰老速率；润滑剂有助于改善PPS粉末和PC树脂之间互溶性，有助于提高PPS体系的分散性。
优选的，所述其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、着色剂中的一种；所述紫外光吸收剂为苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种；所述表面光亮剂为芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类中的一种或多种；所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、氧化钛中的一种或多种；所述着色剂为碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，紫外线吸收剂可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光，保护PPS/PC合金材料不被紫外线破坏的作用；表面光亮剂能够增加PPS/PC合金材料的光泽度和表面的光滑度，进而改善PPS/PC合金材料的外观；光稳定剂能够抑制或减弱光对PPS/PC合金材料的降解作用，提高PPS/PC合金材料的耐光性；着色剂的加入使得PPS/PC合金材料具有均匀的色泽，改善PPS/PC合金材料的外观。
优选的，所述低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料还包括改性玻璃纤维5-15份和改性有机蒙脱土8-12份。
通过采用上述技术方案，改性玻璃纤维具有高强度、高刚度和高耐热性的优点，改性玻璃纤维分散于PPS粉末和PC树脂结构中，使得PPS粉末和PC树脂之间连接紧密，同时能够改善PPS/PC合金材料的强度、刚度、抗腐蚀性等综合性能；改性有机蒙脱土能够填充PPS/PC合金材料的缝隙，同时能够负载在改性玻璃纤维的表面，增加了改性玻璃纤维的比表面积，进而与改性玻璃纤维配合增强PPS/PC合金材料的硬度、强度、刚度等力学性能，使得PPS/PC合金材料的粘结性更加稳定，耐热、耐酸碱性能更佳；另外，改性有机蒙脱土的表面积和孔隙度能够吸收和分散聚合物分子的热能，降低PPS/PC合金材料的热膨胀系数，防止PPS/PC合金材料变形和裂开；改性有机蒙脱土还可以提高PPS/PC合金材料的阻燃性能，改性有机蒙脱土的表面积增大和内部空隙增多，可以吸附各种潜在的燃烧物质，从而引发PPS/PC合金材料的减弱、熄灭和吸热等反应，从而起到缓和火势、减缓火源传播和提高阻燃性的作用。
优选的，所述改性玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维分散于HCl溶液中进行酸浸处理，酸浸处理的温度为90-95℃，时间为20-30min，水洗，然后分散于无水乙醇中，加入金属有机框架材料(MOFs)，超声，然后加入硅烷偶联剂搅拌2-5h，过滤、干燥，得到改性玻璃纤维。
通过采用上述技术方案，HCl溶液能够刻蚀掉玻璃纤维表面的部分碱金属氧化物，使玻璃纤维的表面形成一些凹陷或者微孔，有助于后续其他组分的负载；金属有机框架材料轻质高强度高刚度，具有多孔结构和高吸附能力，金属有机框架材料能够负载在玻璃纤维表面的微孔内，进而改善了玻璃纤维的强度和增加了玻璃纤维表面的多孔性；硅烷偶联剂与玻璃纤维表面发生偶联反应，形成一层保护膜，增强了玻璃纤维与金属有机框架材料之间的粘结力，进而使得金属有机框架材料稳定的负载在玻璃纤维表面，进一步提高了玻璃纤维的强度、抗拉性及抗冲击等力学性能。
优选的，所述玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.2。
通过采用上述技术方案，进一步限定玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比在一定的范围内，改善玻璃纤维的力学性能，金属有机框架材料负载在玻璃纤维的表面，硅烷偶联剂在玻璃纤维表面形成一层保护膜，进一步增加了金属有机框架材料和硅烷偶联剂之间的粘结性，进而改善了玻璃纤维的强度、抗拉性及抗冲击等力学性能。
优选的，所述改性有机蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将有机蒙脱土分散于碳酸钠溶液中，在75-80℃下搅拌1-3h，过滤，然后分散于去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌20-30min，再加入碳纳米管，在温度85-90℃下搅拌2-3h，过滤，得到改性有机蒙脱土。
通过采用上述技术方案，有机蒙脱土具有很强的刚性、尺寸稳定性、热稳定性、离子交换特性，有机蒙脱土经碳酸钠改性后，层间距增大，结晶度变差，活性增强，有助于与后续组分的混合，十二烷基苯磺酸钠进一步对有机蒙脱土进行有机改性，使得有机蒙脱土具有更好的膨胀性和分散性，碳纳米管具有优异的力学、电学、热学等性能，但是碳纳米管易于缠绕团聚，碳纳米管负载在有机蒙脱土的表面以及对有机蒙脱土进行插层处理，不仅使有机蒙脱土的层间距、比表面增大、吸附性能增强，而且减弱了碳纳米管的团聚，使得碳纳米管分散均匀，进而较大幅度提高有机蒙脱土的力学性能、热稳定性、阻隔性，进而有助于后续改善PPS/PC合金材料的力学性能。
第二方面，本申请还提供了一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料的制备方法，包括以下步骤：将增容剂、增塑剂和反应阻燃剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为400-500rpm/min，搅拌时间为5-10min，得到混合物一；将混合物一、PPS粉末、PC树脂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂和其他助剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为400-700rpm/min，搅拌时间为3-6min，得到混合物二；将混合物二挤出造粒，得到低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料。
通过采用上述技术方案，通过分步骤混合组分，使得各原料混合均匀，节约了PPS/PC合金材料的混合时间，提高了制备步骤的工作效率。
综上所述，本申请具有如下有益效果：
1、本申请中低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料解决了传统PPS材料脆、材料韧性较差、PC材料耐溶剂性、阻燃性、吸水性和电性能差的问题，通过制备合金材料的方式将两种不同的材料优势有效的结合起来，拓展了PPS和PC材料的不同应用领域。
2、本申请中将反应阻燃剂与增容剂进行预分散处理得到增容剂混合物，通过反应阻燃剂中高反应活性的反应性基团，与丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物的环氧基团进行协效复配，大大提高了增容剂的效率；反应活性剂中的反应性基团、丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物的环氧基团可以与PC的端羧基或者端羟基发生化学反应；同时在强剪切的作用下，弹性体丙烯酸酯与PPS基体具有良好的相容性，反应活性剂中的反应性基团又可与PPS基体进行反应，有效改善了PPS和PC材料间的界面结合力。
3、本申请中PPS树脂具有热塑-热固性，高温环境下容易发生链增长、支化和交联等问题，降低和PC树脂之间的相容性；通过邻苯二甲酸酯类与PC中的酯基存在结构上的一致性，邻苯二甲酸酯类通过酯基与PC分子链缠绕交联，形成与苯环对应的分子基团结构，抵消刚性苯环基团的“空间位阻效应”，降低PC材料的加工温度，从而减弱甚至抑制PPS树脂在高温条件下的交联现象，进而提高了材料之间的相容性，提高合金材料的性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例及对比例中所使用的原料均可通过市售获得。
改性玻璃纤维的制备例
制备例1-1
改性玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：将1.5kg玻璃纤维分散于3L浓度为1.5mol/L的HCl溶液中进行酸浸处理，酸浸处理的温度为95℃，时间为30min，水洗，然后分散于3.5L无水乙醇中，加入金属有机框架材料(MOFs)，超声2h，然后加入硅烷偶联剂搅拌5h，过滤、干燥，得到改性玻璃纤维；其中，玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比为1:0.3:0.2。
制备例1-2
与制备例1-1的区别在于，不加入金属有机框架材料。
制备例1-3
与制备例1-1的区别在于，不加入硅烷偶联剂。
制备例1-4
与制备例1-1的区别在于，玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比为1:0.6:0.1。
制备例1-5
与制备例1-1的区别在于，玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比为1:0.1:0.5。
改性有机蒙脱土的制备例
制备例2-1
改性有机蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将1.6kg有机蒙脱土分散于2L质量分数为10％的碳酸钠溶液中，在80℃下搅拌3h，过滤，然后分散于2.5L去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌30min，再加入碳纳米管，在温度90℃下搅拌3h，过滤，得到改性有机蒙脱土。
制备例2-2
与制备例2-1的区别在于，不添加碳酸钠溶液。
制备例2-3
与制备例2-1的区别在于，不添加十二烷基苯磺酸钠。
制备例2-4
与制备例2-1的区别在于，不添加碳纳米管。
实施例
实施例1
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，以重量计，包括以下原料：PPS粉末90kg、PC树脂10kg、增容剂5kg、增塑剂1kg、反应阻燃剂1kg、热稳定剂1kg、抗氧剂1kg、润滑剂0.5kg、其他助剂0.1kg；其中，PPS粉末为美国苏威PR06，PC树脂为科思创PC 2407，增容剂为EMA阿科玛AX8900，增塑剂为邻苯二甲酸酯二(2-乙基己)酯DOP，反应阻燃剂为卤代酸酐，热稳定剂为磷酸氢二钠，抗氧剂为抗氧剂1035 0.5kg和抗氧剂168 0.5kg，润滑剂为聚乙烯蜡，其他助剂为碳黑。
上述低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料的制备方法，包括以下步骤：将增容剂、增塑剂和反应阻燃剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为450rpm/min，搅拌时间为8min，得到混合物一；将混合物一、PPS粉末、PC树脂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂和其他助剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为600rpm/min，搅拌时间为5min，得到混合物二；将混合物二挤出造粒，得到低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料。
设定双螺杆挤出机螺杆转速为250r/min，主喂料10Hz，真空度为-0.06MPa，温度为210℃，切粒机的转速为700rpm。
实施例2
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，PPS粉末60kg、PC树脂40kg、增容剂10kg、增塑剂0.5kg、反应阻燃剂3kg、热稳定剂3kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂1kg、其他助剂2kg。
其中，抗氧剂为抗氧剂1035 0.2kg和抗氧剂168 0.3kg，其他助剂为氧化钛。
上述低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料的制备方法中，设定双螺杆挤出机螺杆转速为350r/min，主喂料20Hz，真空度为-0.08MPa，温度为240℃，切粒机的转速为900rpm。
实施例3
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，PPS粉末77kg、PC树脂12kg、增容剂6kg、增塑剂0.5kg、反应阻燃剂3kg、热稳定剂2kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂0.5kg、其他助剂3kg。
其中，抗氧剂为抗氧剂1035 0.2kg和抗氧剂168 0.3kg，润滑剂为硬脂酸钙，其他助剂为单硬脂酸甘油酯。
实施例4
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，PPS粉末68kg、PC树脂19kg、增容剂8kg、增塑剂0.5kg、反应阻燃剂2kg、热稳定剂3kg、抗氧剂0.5kg、润滑剂0.5kg、其他助剂3kg。
其中，抗氧剂为抗氧剂1035 0.2kg和抗氧剂168 0.3kg，润滑剂为硬脂酸钙，其他助剂为单硬脂酸甘油酯。
实施例5
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料还包括改性玻璃纤维5kg和改性有机蒙脱土8kg；改性玻璃纤维采用制备例1-1制备，改性有机蒙脱采用制备例2-1制备。
上述低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料的制备方法，包括以下步骤：将增容剂、增塑剂和反应阻燃剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为450rpm/min，搅拌时间为8min，得到混合物一；将混合物一、PPS粉末、PC树脂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂、改性玻璃纤维、改性有机蒙脱和其他助剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为600rpm/min，搅拌时间为5min，得到混合物二；将混合物二挤出造粒，得到低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料。
实施例6
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料还包括改性玻璃纤维15kg和改性有机蒙脱土12kg。
实施例7
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性玻璃纤维采用制备例1-2制备。
实施例8
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性玻璃纤维采用制备例1-3制备。
实施例9
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性玻璃纤维采用制备例1-4制备。
实施例10
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性玻璃纤维采用制备例1-5制备。
实施例11
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性有机蒙脱采用制备例2-2制备。
实施例12
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性有机蒙脱采用制备例2-3制备。
实施例13
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，改性有机蒙脱采用制备例2-4制备。
对比例
对比例1
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，以重量计，包括以下原料：PPS粉末50kg、PC树脂50kg、增容剂4kg、增塑剂1.5kg、反应阻燃剂0.3kg、热稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、润滑剂1.5kg、其他助剂0.05kg，其中，抗氧剂为抗氧剂1035 0.1kg和抗氧剂168 0.1kg。
对比例2
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，以重量计，包括以下重量的原料：PPS粉末100kg、PC树脂8kg、增容剂15kg、增塑剂0.2kg、反应阻燃剂5kg、热稳定剂3.5kg、抗氧剂3kg、润滑剂0.2kg、其他助剂3.5kg，其中，抗氧剂为抗氧剂1035 1kg和抗氧剂168 2kg。
对比例3
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，不添加增容剂。
对比例4
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，不添加增塑剂。
对比例5
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例1的区别在于，不添加反应阻燃剂。
对比例6
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，不添加改性玻璃纤维。
对比例7
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，与实施例5的区别在于，不添加改性有机蒙脱土。
对比例8
一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，以重量计，包括以下重量的原料：PPS粉末55份、PC树脂41份、马来酸酐3份、抗氧剂168 1份、润滑剂EBS 0.5份。
性能检测试验
将实施例1-13和对比例1-8制备得到的低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料进行性能测试，检测项目包括：弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度(23℃)、阻燃性、介电损耗角正切值，弯曲强度和弯曲模量按照GB/T9341进行测试，拉伸强度按照GB/T1040进行测试，悬臂梁缺口冲击强度按照GB/T1843进行测试，阻燃性按照UL94进行测试；测试结果见表1。
表1实施例和对比例的测试数据
从表1可以看出，本申请实施例1-4制备的低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料具有较好的韧性、阻燃性和低介电损耗，其中，实施例4在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达13.1KJ/m2、阻燃V0、拉伸强度为62.4MPa、弯曲强度为77.8MPa，介电损耗角正切值≤0.003*104Hz，表明本申请制备的合金材料具备较好的刚韧性、阻燃性和低介电损耗。
本发明制备的低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料通过一系列增塑剂、反应阻燃剂和增容剂的复配的使用，改善了PPS和PC材料间的界面结合力，解决了传统PPS高温熔融中易发生热氧化交联反应，导致黏度不稳定，材料性能差的难题；同时也完美结合了PPS和PC两种不同材料的优点，制备出介电损耗低、阻燃性好、耐溶剂性好的合金材料，拓展了PPS和PC材料的应用领域。
实施例5-6、实施例9低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料还包括改性玻璃纤维和改性有机蒙脱土，从表1看出，实施例5的弯曲强度为85.3MPa，弯曲模量为2850MPa，拉伸强度为78.9MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达19.8KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0005*104Hz，表明改性玻璃纤维具有高强度、高刚度和高耐热性的优点，与改性有机蒙脱土混合的使得合金材料的硬度、强度、刚度等力学性能更优。
实施例7改性玻璃纤维中不加入金属有机框架材料，从表1看出，弯曲强度为80.4MPa，弯曲模量为2800MPa，拉伸强度为72.3MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达15.2KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0008*104Hz，表明金属有机框架材料能够负载在玻璃纤维表面的微孔内，进而改善了玻璃纤维的强度、多孔性和吸附能力，进而有助于后续改性玻璃纤维添加至合金材料中，有助于改性合金材料。
实施例8改性玻璃纤维中不加入硅烷偶联剂，从表1看出，弯曲强度为82.1MPa，弯曲模量为2810MPa，拉伸强度为74.2MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达17.1KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0009*104Hz，表明硅烷偶联剂与玻璃纤维表面发生偶联反应形成一层保护膜，增强了玻璃纤维与金属有机框架材料之间的粘结力，使得金属有机框架材料稳定的负载在玻璃纤维表面，提高了玻璃纤维的强度、抗拉性及抗冲击等力学性能。
实施例10改变玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比，从表1看出，力学性能的测试数据优于实施例7-8，但是差于实施例5-6和实施例8，表明玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂之间具有协同作用，金属有机框架材料负载在玻璃纤维的表面，硅烷偶联剂在玻璃纤维表面形成一层保护膜，增加了金属有机框架材料和硅烷偶联剂之间的粘结性，进而改善了玻璃纤维的强度、抗拉性及抗冲击等力学性能。
实施例11改性有机蒙脱土的制备方法中不添加碳酸钠溶液，从表1看出，弯曲强度为81.5MPa，弯曲模量为2806MPa，拉伸强度为73.4MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达16.5KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0008*104Hz，表明有机蒙脱土经碳酸钠改性后，层间距增大，结晶度变差，活性增强，有助于与后续组分的混合。
实施例12改性有机蒙脱土的制备方法中不添加十二烷基苯磺酸钠，从表1看出，弯曲强度为82.6MPa，弯曲模量为2815MPa，拉伸强度为74.6MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达17.9KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0009*104Hz，表明十二烷基苯磺酸钠进一步对有机蒙脱土进行有机改性，使得有机蒙脱土具有更好的膨胀性和分散性，有助于后续有机蒙脱土的改性。
实施例13改性有机蒙脱土的制备方法中不添加碳纳米管，从表1看出，弯曲强度为80.5MPa，弯曲模量为2800MPa，拉伸强度为72.5MPa，在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度达15.6KJ/m2，阻燃V0、介电损耗角正切值为0.0008*104Hz，表明碳纳米管负载在有机蒙脱土的表面以及对有机蒙脱土进行插层处理，使有机蒙脱土的层间距、比表面增大、吸附性能增强，进而较大幅度提高有机蒙脱土的力学性能、热稳定性、阻隔性，进而有助于后续改善PPS/PC合金材料的力学性能。
对比例1-2改变PPS/PC合金材料的组分含量，从表1看出，弯曲强度、拉伸强度、悬臂梁冲击强度明显降低，表明合金材料各组分变化均影响合金材料的性能，各组分含量在一定范围内具有较优的弯曲强度、拉伸强度、悬臂梁冲击强度等力学性能。
对比例3中PPS/PC合金材料组分中不添加增容剂，对比例4中不添加增塑剂，对比例5中不添加反应阻燃剂，而对比例8中不添加增塑剂和反应阻燃剂，从表1看出，弯曲强度、拉伸强度、悬臂梁冲击强度均不同程度的降低，而对比例5中阻燃V1，表明增容剂使得PPS体系分散均匀，能够增加PPS体系的抗压性、韧性、耐久性等性能；增塑剂使得PPS粉末和PC树脂之间的相容性良好，反应阻燃剂使得合金材料具有较好的阻燃性。
对比例6中不添加改性玻璃纤维，对比例7中不添加改性有机蒙脱土，从表1看出，弯曲强度、拉伸强度、悬臂梁冲击强度等测试性能均差于实施例，表明同时添加改性玻璃纤维和改性有机蒙脱土，两者配合共同改性合金材料的综合性能，改性有机蒙脱土能够填充PPS/PC合金材料的缝隙，同时能够负载在改性玻璃纤维的表面，增加了改性玻璃纤维的比表面积，进而与改性玻璃纤维配合增强PPS/PC合金材料的硬度、强度、刚度等力学性能，使得PPS/PC合金材料的综合性能更加稳定。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，以重量份数计，包括以下原料：PPS粉末60-90份、PC树脂10-40份、增容剂5-10份、增塑剂0.5-1份、反应阻燃剂1-3份、热稳定剂1-3份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0.1-3份；其中，所述PPS粉末为线型或支链型PPS；所述PC树脂为中粘或高粘的PC树脂，分子量为24000-30000。
2.根据权利要求1所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述增容剂为具有高反应活性的乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和/或苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯与4-15个碳的醇通过酯化反应生成的脂类；所述反应阻燃剂为分子内含有反应性基团的单体。
4.根据权利要求1所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述热稳定剂为含有环氧官能团的高分子稳定剂和/或无机无水磷酸氢盐；所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少两种；所述润滑剂为硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、着色剂中的一种；所述紫外光吸收剂为苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类中的一种或多种；所述表面光亮剂为芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类中的一种或多种；所述光稳定剂为受阻胺光稳定剂、氧化钛中的一种或多种；所述着色剂为碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料还包括改性玻璃纤维5-15份和改性有机蒙脱土8-12份。
7.根据权利要求6所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述改性玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维分散于HCl溶液中进行酸浸处理，酸浸处理的温度为90-95℃，时间为20-30min，水洗，然后分散于无水乙醇中，加入金属有机框架材料，超声，然后加入硅烷偶联剂搅拌2-5h，过滤、干燥，得到改性玻璃纤维。
8.根据权利要求7所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述玻璃纤维、金属有机框架材料和硅烷偶联剂的质量比为1:0.3-0.6:0.1-0.2。
9.根据权利要求6所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料，其特征在于，所述改性有机蒙脱土的制备方法，包括如下步骤：将有机蒙脱土分散于碳酸钠溶液中，在75-80℃下搅拌1-3h，过滤，然后分散于去离子水中，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌20-30min，再加入碳纳米管，在温度85-90℃下搅拌2-3h，过滤，得到改性有机蒙脱土。
10.根据权利要求1-5任一项所述的一种低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将增容剂、增塑剂和反应阻燃剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为400-500rpm/min，搅拌时间为5-10min，得到混合物一；将混合物一、PPS粉末、PC树脂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂和其他助剂混合，搅拌均匀，搅拌速率为400-700rpm/min，搅拌时间为3-6min，得到混合物二；将混合物二挤出造粒，得到低介电损耗阻燃PPS/PC合金材料。
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