一种耐蠕变纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料及其制
备方法
(一)技术领域
[0001] 本
发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种具备抗蠕变性能优异的纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料及其制备方法。(二)背景技术
[0002] 目前具备
电磁屏蔽、抗静电等功能性的高分子复合材料发展较快，尤其是导电高分子材料替代金属材料是一个正在大
力发展的方向。
[0003] 现有的技术多是直接通过添加
碳纤维、金属纤维等跟丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯高分子材料共混然后用双螺杆挤出及熔融、挤出、
造粒，形成复合材料内部的导通率来实现。
[0004] 具备导电功能的高分子材料替代的原金属材料多是长期使用的结构件，且要求跟周边零件相互紧密结合。但目前的导电丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯类材料长期带
应力状态下使用耐蠕变效果并不好，长期使用期间会产生应变增大、结合处出现缝隙，导致
电磁波泄露、断路等问题。
[0005] 另外，起到导通作用的纤维暴露于
接触电磁波的制品表面，直接接触到电磁
波形成有效、高效的导通网络。传统的直接通过双螺杆共混挤出的加工方式由于纤维在制品表面浮现较少，主要靠压力来让制品内部的纤维相互接触，当纤维在制品内部一旦分布不均匀、团聚时就会形成断路，复合材料的电磁屏蔽功能性丧失，造成产品废品。(三)发明内容
[0006] 为解决以上技术
缺陷，本发明目的是提供
一种耐蠕变纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料及其制备方法。该发明的材料不但让更多的导电纤维、更大面积的直接暴露于制品表面，提高导通率，且提高了材料长期抗蠕变率，提高了材料的使用时间，保证了产品的使用安全性和耐久性。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0008] 本发明提供了一种耐蠕变纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：
[0009] 聚苯醚：50～58份，
[0010] 聚苯乙烯：17～20份，
[0011] 相容剂：2～10份，
[0012] 金属纤维：10～30份，
[0013] 加工助剂：1～2份。
[0014] 所选的聚苯乙烯选自由苯乙烯
单体反应合成的聚苯乙烯、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-乙烯丙烯弹性体-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-
丙烯酸三元共聚物中一种或几种的混合物。
[0015] 所选的相容剂选自
核壳结构的系列抗冲改性剂、苯乙烯类抗冲改性剂中的一种或者几种的混合物。
[0016] 所述的金属纤维为不锈
钢纤维，直径为10um～150um。
[0017] 所述的加工助剂选自热稳定剂和
润滑剂的混合物，其中热稳定剂选自受阻酚类热稳定剂、硫代酯类热稳定剂、
亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或几种，润滑剂选自固体
石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、
硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺，乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。
[0018] 本发明还提供了一种耐蠕变纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0019] 先将50～58份聚苯醚、17～20份聚苯乙烯、2～10份相容剂、1～2份加工助剂混合均匀，送入双螺杆
挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，物料充分
熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒；所述双
螺杆挤出机一区螺杆
温度为235～250℃；二区至机头的螺杆温度为250～300℃；螺杆转速在200～400r/min；
[0020] 再将制备好的粒子送入
单螺杆挤出机中，同时从距离近机头三分之一处以侧
喂料方式加入10～30份金属纤维，混合物经过挤出、拉条、冷却、切粒；所述单螺杆挤出机一区螺杆温度为250～260℃；二区至机头的螺杆温度为260～300℃，其中侧喂料口处的螺杆温度为280～300℃；螺杆转速在200～400r/min。
[0022] 1.明显提高了材料在长期使用过程中抗蠕变性，提高了材料的使用时间，保证了产品的使用安全性和耐久性。
[0023] 2.通过使用聚苯醚作为导电材料的基材，提高纤维外露率的技术目标。
[0024] 3.通过在材料制备阶段使用单螺杆混料的技术发明，让大面积纤维外露制品外表面，实现了稳定的纤维外露制品，提供了产品合格率。
[0025] 4.通过在材料制备阶段技术的发明，让更多、更大面积纤维直接暴露于制品外表面，省去了一些通过模具、生产工艺以及后期的二次加工方法暴露纤维的生产效率低的缺点。(四)具体实施方式
[0026] 以下结合具体
实施例对本发明进行进一步说明。
[0027] 下述实施例中所用原料为：
[0028] 聚苯醚为蓝星化工的LXR040。
[0029] 聚苯乙烯为上海赛科的HIPS-514。
[0030] 相容剂为钟渊的MBS类核-壳型增韧剂，牌号为M511。
[0031] 金属纤维为赣州大业金属纤维有限公司生产的型号为直径50um的
不锈钢纤维。
[0032] 加工助剂为热稳定剂是受阻酚类(长春化工的AO-50)和亚磷酸酯类(长春化工的2112)(重量比AO-50∶2112＝1：2)，润滑剂为国产EBS，市售。
[0033] 本发明实施例所提供的纤维外露型金属纤维丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚碳酸酯
合金材料物理性能测试标准见表1。
[0034] 表1材料物理性能测试标准
[0035]物理性能 测试方法
纤维暴露表面面积比
表面
电阻率 IEC 60093
蠕变 GB/T 11546.1
[0036] 实施例1
[0037] 将50份蓝星PPO-LXR040，17份HIPS-514，2份M511和加工助剂1份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速
搅拌机混合均匀，将上述混合物送入
双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0038] 双螺杆挤出机一区
温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0039] 再将经双螺杆造好的粒子送入单螺杆挤出机，同时从距离近机头三分之一处以侧喂料方式加入30份不锈钢纤维，混合物经过挤出、拉条、冷却、切粒。
[0040] 单螺杆挤出机一区螺杆温度为250℃；二区至机头的螺杆温度为260～300℃，其中侧喂料口处的螺杆温度为285℃；螺杆转速在300r/min。
[0041] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0042] 比较例1
[0043] 将50份蓝星PPO-LXR040，17份HIPS-514，2份M511和加工助剂1份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速搅拌机混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，同时从侧喂料口加入30份不锈钢纤维，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0044] 双螺杆挤出机一区温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0045] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0046] 实施例2
[0047] 将55份蓝星PPO-LXR040，18份HIPS-514，5份M511和加工助剂2份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速搅拌机混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0048] 双螺杆挤出机一区温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0049] 再将经双螺杆造好的粒子送入单螺杆挤出机，同时从距离近机头三分之一处以侧喂料方式加入20份不锈钢纤维，混合物经过挤出、拉条、冷却、切粒。
[0050] 单螺杆挤出机一区螺杆温度为250℃；二区至机头的螺杆温度为260～300℃，其中侧喂料口处的螺杆温度为285℃；螺杆转速在300r/min。
[0051] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0052] 比较例2
[0053] 将65份蓝星PPO-LXR040，28份HIPS-514，5份M511和加工助剂2份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速搅拌机混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0054] 双螺杆挤出机一区温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0055] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0056] 实施例3
[0057] 将58份蓝星PPO-LXR040，20份HIPS-514，10份M511和加工助剂2份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速搅拌机混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0058] 双螺杆挤出机一区温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0059] 再将经双螺杆造好的粒子送入单螺杆挤出机，同时从距离近机头三分之一处以侧喂料方式加入10份不锈钢纤维，混合物经过挤出、拉条、冷却、切粒。
[0060] 单螺杆挤出机一区螺杆温度为250℃；二区至机头的螺杆温度为260～300℃，其中侧喂料口处的螺杆温度为285℃；螺杆转速在300r/min。
[0061] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0062] 比较例3
[0063] 将78份HIPS-514，10份M511和加工助剂2份(热稳定剂0.3份，润滑剂0.2份)经高速搅拌机混合均匀，将上述混合物送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下充分熔化、混合，再经机头口模挤出、拉条、冷却、切粒。
[0064] 双螺杆挤出机一区温度控制在245℃之间，二区至机头各段螺杆温度控制在250～300℃之间，螺杆转速为300r/min。
[0065] 再将经双螺杆造好的粒子送入单螺杆挤出机，同时从距离近机头三分之一处以侧喂料方式加入10份不锈钢纤维，混合物经过挤出、拉条、冷却、切粒。
[0066] 单螺杆挤出机一区螺杆温度为250℃；二区至机头的螺杆温度为260～300℃，其中侧喂料口处的螺杆温度为285℃；螺杆转速在300r/min。
[0067] 制备的材料按60mm×60mm×2.5mm尺寸注塑成标准方板和标准拉伸样条，性能测试结果如表2所示。
[0068] 表2材料性能测试结果
[0069]
[0070] 通过以上实施例制备的耐蠕变纤维外露型金属纤维改性聚苯醚复合材料纤维外露性、表面电阻率和抗蠕变性得到明显提高。由表2看出，该发明使用新加工方法(双螺杆-单螺杆连续加工方法)的材料的纤维外露明显提高、表面电阻率降低；该发明的聚苯醚金属纤维导电复合材料具备较低的表面电阻率，起到导电、电磁屏蔽功能；该发明的聚苯醚金属纤维导电复合材料具备较好的抗蠕变效果，提高了材料的使用时间，保证了产品的使用安全性和耐久性。
[0071] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种
修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
