一种具有高cti的聚苯硫醚复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料
技术领域
，尤其涉及一种具有高CTI的聚苯硫醚复合材料。背景技术
聚苯硫醚(PPS)具有优良的热稳定性、化学稳定性、尺寸稳定性、耐腐蚀性以及电性能优异的物理力学性能、良好的粘接性能、优良的阻燃性、良好的电性能、可共混改性。目前在汽车制造、电子电气、化工、仪器仪表和航天工业等方面具有广泛的应用。
然而，由于PPS主链上大量的苯环的存在，增加了材料的刚性的同时也使得材料进行表面放电时，苯环结构发生断裂产生大量的自由基，在表面形成导电碳层，导致材料的漏电起痕指数比较低，一般小于150V，为了扩大其应用范围，需要改善其电性能。
中国发明专利CN112457670A通过添加偶联剂提高聚苯硫醚树脂和玻纤的相容性，添加氟硅油来提高材料的漏电起痕指数。中国发明专利CN109679345B通过低分子量聚合物增塑剂和改性剂的复配提高了聚苯硫醚复合材料的流动性并且对材料耐漏电起痕性能也有明显的提高。同时利用少量导电填充剂和聚酰胺树脂配合达到了传统高填充量聚苯硫醚复合材料相同的耐漏电起痕性能。
但是，目前这些树脂复合材料的漏电起痕指数都小于300V，随着聚苯硫醚材料的用途的不断扩大，特别是在电子电器上的应用，制件要求材料有较高的流动性和更高的相对漏电起痕指数，对此以前所提出的树脂复合材料并无法满足更高的要求，因此要求开发出可同时满足更高成型加工性、耐冲击性以及较高的相比漏电起痕指数的复合材料。
发明内容
有鉴于此，本发明通过配制特定的原料，提供一种具有高CTI的聚苯硫醚复合材料，该聚苯硫醚复合材料既具有高刚性、高流动性、低蠕变，又具有高漏电起痕指数，克服了现有技术中的不足，是一种适宜推广应用的复合材料。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种具有高CTI的聚苯硫醚复合材料，包括以下重量百分比的原料：
作为优选，所述聚苯硫醚树脂为线性聚苯硫醚；所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率为400～1200g/10min；
具体地说，所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率的测试条件为316℃，5kg。
作为优选，所述玻璃纤维为横截面为椭圆形的扁平玻璃纤维；所述扁平玻璃纤维的长度为3～6mm，截面的扁平比为3～12。
作为优选，所述氢氧化镁的纯度为97％以上；所述氢氧化镁的平均粒径为1μm以下；
具体地说，所述氢氧化镁为市售氢氧化镁，其中的杂质氧化钙含量为1％以下，杂质氯含量为0.5％以下。
作为优选，所述金属钝化剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯或N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼；
具体地说，添加1～3％的金属钝化剂可以提高材料的漏电起痕指数(CTI)。
作为优选，所述氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和为50～80％；
具体地说，氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和小于50％时，复合材料的漏电起痕指数达不到要求，氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和大于80％，复合材料加工困难，机械性能较差。
作为优选，所述聚苯硫醚复合材料中还可以添加增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料、填料中的一种或多种助剂作为添加剂；所述添加剂的用量根据实际生产情况确定。
作为优选，所述聚苯硫醚复合材料在制备过程中各组分的混合顺序并不受限，根据实际生产情况确定；所述聚苯硫醚复合材料的制备方法并不受限，可以通过挤出机(单螺杆或双螺杆挤出机)、热滚、捏合机、混炼机等捏合制备；所述制备温度为270～340℃。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
1、本发明所述聚苯硫醚复合材料力学性能优良，具有高刚性、高流动性、低蠕变等，同时具有较高的相比漏电起痕指数(CTI)，适于制造电子电器产品、机械产品、汽车零部件及其它耐热、耐腐蚀产品。
2、本发明所述聚苯硫醚复合材料制备工艺简单、易操作，制备方法和各组分的混合顺序不受限，而且还可以与其它助剂(如增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料、填料等)配合得到不同特性的聚苯硫醚复合材料。
具体实施方式
本发明提供一种具有高CTI的聚苯硫醚复合材料，包括以下重量百分比的原料：
在本发明中，所述聚苯硫醚树脂优选为线性聚苯硫醚；所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率优选为400～1200g/10min，进一步优选为400～800g/10min；
具体地说，所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率的测试条件为316℃，5kg。
在本发明中，所述玻璃纤维优选为横截面为椭圆形的扁平玻璃纤维；所述扁平玻璃纤维的长度优选为3～6mm，截面的扁平比优选为3～12。
在本发明中，所述氢氧化镁的纯度优选为97％以上，进一步优选为99％；所述氢氧化镁的平均粒径优选为1μm以下，进一步优选为0.84μm；所述氢氧化镁优选为经过硅烷偶联剂进行表面处理的氢氧化镁；
具体地说，所述氢氧化镁为市售氢氧化镁，其中的杂质氧化钙含量为1％以下，杂质氯含量为0.5％以下。
在本发明中，所述金属钝化剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯或N,N’-双[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼，进一步优选为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯；
具体地说，通过添加1～3％的金属钝化剂可以提高材料的漏电起痕指数(CTI)。
在本发明中，所述氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和优选为50～80％；
具体地说，氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和小于50％时，复合材料的漏电起痕指数达不到要求，氢氧化镁和玻璃纤维的重量百分比之和大于80％，复合材料加工困难，机械性能较差。
在本发明中，所述聚苯硫醚复合材料中还可以添加增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料、填料中的一种或多种助剂作为添加剂；所述添加剂的用量根据实际生产情况确定。
在本发明中，所述聚苯硫醚复合材料在制备过程中各组分的混合顺序并不受限，根据实际生产情况确定；所述聚苯硫醚复合材料的制备方法并不受限，优选为通过挤出机(单螺杆或双螺杆挤出机)、热滚、捏合机、混炼机等捏合制备，进一步优选为单螺杆或双螺杆挤出机；所述制备温度优选为270～340℃，进一步优选为280～300℃。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
各实施例和对比例制备的聚苯硫醚复合材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，各实施例中的物理性能分别按国际标准进行测试。
熔体流动速率测试条件：316℃，5kg。
相比漏电起痕指数(CTI)测试条件按照GB/T 4207-2012进行测试。
本发明由以下实施例和对比例进行验证，详细数据如下：
聚苯硫醚：PPS，熔体流动速率为400-800g/10min，由重庆聚狮新材料科技有限公司生产。
扁平玻璃纤维：ECS309A-M4，由重庆国际复合材料股份有限公司生产；
普通玻璃纤维：ECS11-03-540，由中国巨石股份有限公司生产；
金属钝化剂：3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯，NAUGARD XL-1；
氢氧化镁-1：氢氧化镁含量95％，平均粒径0.83μm，市售；
氢氧化镁-2：氢氧化镁含量99％，平均粒径1.5μm，市售；
氢氧化镁-3：氢氧化镁含量99％，平均粒径0.84μm，市售；
氢氧化镁-4：氢氧化镁含量99％，平均粒径0.84μm，表面经过硅烷偶联剂进行处理，市售；
碳酸钙：由上海金凯迪贸易有限公司生产。
实施例1-5和对比例1-7的配方表及性能检测结果见表1和表2：
表1实施例1-2和对比例1-4的配方表及性能检测结果
表2实施例3-5和对比例5-7的配方表及性能检测结果
由表1可知，氢氧化镁的纯度越高，所得聚苯硫醚复合材料的力学性能和相对漏电起痕指数(CTI)均有所提升；由表2可知，采用扁平玻璃纤维的聚苯硫醚复合材料的相对漏电起痕指数(CTI)明显高于采用普通玻璃纤维的聚苯硫醚复合材料，且采用氢氧化镁制备的聚苯硫醚复合材料的相对漏电起痕指数(CTI)明显高于采用碳酸钙制备的聚苯硫醚复合材料。由表1和表2可知，本发明所述聚苯硫醚复合材料不仅具有优异的力学性能，而且其相对漏电起痕指数(CTI)在400V以上，优于现有材料的相对漏电起痕指数(CTI)。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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