[发明专利]一种可与金属粘结的复合材料

说明书

本发明涉及一种复合材料，特别是一种可与金属粘结的复合材料。质量份数计算，由65‑95份聚苯硫醚、5‑35份碳纤维短纤，5‑15份三元氯醋树脂，5‑30份氟树脂组成，其中，聚苯硫醚和碳纤维短纤质量份数合为100份，还含有全氟取代聚醚1‑10份和硅烷1‑15份。同时提供一种由该复合材料制成的金属树脂复合体。本发明制备的复合材料的树脂熔体可以渗入金属表面的微纳米级的孔洞，提高与金属粘结力高，具有较好的强度和韧性，综合力学性能优异，制备工艺简单，只需更改树脂的配方即可实现，不需增添设备，简单易行，可广泛应用于汽车、电子电器等领域。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别是一种可与金属粘结的复合材料。

背景技术

聚苯硫醚是分子主链中带有苯硫基的结晶性热塑性树脂，具有耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能的特点，是一种综合性能优异的特种工程塑料。碳纤维具有低密度、高比强度和比模量、耐高温、抗化学腐蚀、高热导、低热膨胀等优良特性。碳纤维增强聚苯硫醚可以进一步提高聚苯硫醚的拉伸强度和冲击强度，改善它的韧性，扩大其应用范围。

在汽车、电子电器等用途中，需要将碳纤维增强聚苯硫醚同金属材料复合使用，比如将碳纤维增强聚苯硫醚注塑到金属件上。一般情况下，树脂材料同金属的粘结性能不佳，界面容易剥离和脱落，产品的性能和使用寿命都较差。

现阶段，人们主要通过以下方法可以改善粘结性能：通过碱液浸泡、阳极氧化等方法在金属表面刻蚀出微纳米级的孔洞。树脂渗入孔洞后能够起到锚固效果，提高粘结力。

但是由于碳纤维增强聚苯硫醚的熔体粘度大、同金属的界面张力大等原因，聚苯硫醚的熔体难以有效的渗入金属表面的微纳米级的孔洞，所以碳纤维增强聚苯硫醚同金属的粘结力不强。

为此，需要一种同金属的粘结力得以改善的碳纤维增强聚苯硫醚。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可与金属粘结的复合材料，同时提供一种根据本复合材料制备而成的金属树脂复合体。

一种可与金属粘结的复合材料，按质量份数计算，由65-95份聚苯硫醚、5-35份碳纤维短纤，5-15份三元氯醋树脂，5-30份氟树脂组成，其中，聚苯硫醚和碳纤维短纤质量份数合为100份。

其中，碳纤维短纤是由碳纤维长丝经纤维切断机短切而成。作为聚苯硫醚的复合材料的增强纤维，可以提高聚苯硫醚的拉伸和弯曲强度和耐冲击强度。

三元氯醋树脂是由氯乙烯、醋酸乙烯和乙烯醇共聚而成的高分子共聚物，可以提高复合材料与金属的粘结性。为了保证复合材料具有很好的金属的粘结性、耐溶解腐蚀和耐高温能力，以聚苯硫醚和碳纤维短纤质量份数合为100份计，复合材料中三元氯醋树脂优选为8~12重量份。

进一步的，所述三元氯醋树脂的数均分子量为2.5万以上，复合材料和金属材料的粘结性更高。数均分子量用凝胶渗透色谱法测定。优选的，三元氯醋树脂的数均分子量为3万以上。

进一步的，所述氟树脂是分子中含有氟元素的有机高分子化合物树脂，选自氟代聚烯烃、氟代聚酯、氟代聚氨酯、氟代聚酰胺、氟代聚醚的均聚物、共聚物或共混物中的一种或多种，能提高复合材料与金属的粘结性，以聚苯硫醚和碳纤维短纤质量份数合计为100份计，复合材料中氟树脂优选10-20重量份。

优选的，氟树脂选自氟化乙烯丙烯共聚物、乙烯-氟化乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯中的一种或多种，更优选为乙烯-氟化乙烯丙烯共聚物。

进一步的，所述氟树脂的熔点在180~200℃之间，有利于提高复合材料与金属的粘结性能，熔点用差示扫描量热仪（DSC）测试，测试参数：由室温以10℃/min升温至250℃。