[发明专利]一种耐烧蚀聚苯硫醚复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐烧蚀聚苯硫醚复合材料及其制备方法，属于耐烧蚀材料技术领域。其中聚苯硫醚复合材料成分主要包括聚苯硫醚树脂、无碱玻纤和聚己二酰间苯二甲胺。该制备方法包括先将聚苯硫醚树脂与无碱玻纤先熔融混炼，之后再加入聚己二酰间苯二甲胺进行二次熔融混炼，经冷却固化、切粒后得到目标产物。该制备方法得到的聚苯硫醚复合材料能够经受微弧氧化过程产生的高温高压作用，具有良好的耐烧蚀性，且制备工艺简单。

技术领域

本发明属于耐烧蚀材料技术领域，具体涉及一种耐烧蚀聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

微弧氧化又称微等离子体氧化和等离子体电解氧化，是一种在铝、镁、钛等金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。在微弧氧化过程中，金属表面依靠弧光放电产生瞬时的高温高压，直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷膜层，其结构致密，韧性高，与基体结合牢固，具有良好的耐腐蚀、耐高温冲击、耐磨和电绝缘等特性。该技术具有操作简单，无污染和效率高等特点，在航空航天、电子和机械等领域具有广阔的应用前景。

对于大多以塑胶加金属结合的电子、电器领域的外壳制件来说，由于经过微弧氧化处理时会经受高温高压，其塑胶部分常常会产生烧蚀现象，破坏了制件表面的结构，从而产生不良品。因此，塑胶种类的选择成为至关重要的一环。聚苯硫醚是一种综合性能优异的特种工程塑料，具有耐热性、耐腐性、耐化学药品性、阻燃性、机械强度高、热稳定性好、电气性能优良等优点。基于上述优点，聚苯硫醚材料被认为是塑胶-金属结构制件的最佳塑胶之一，尽管聚苯硫醚材料具有良好的阻燃性和耐热性能，但纯聚苯硫醚材料在微弧氧化处理过程中，由于产生的高温高压，依然容易产生烧蚀，因此对聚苯硫醚材料本身的改性处理使其能够经受微弧氧化过程中高温高压是非常重要的，同时对于拓宽聚苯硫醚的应用范围有显著的作用。

专利CN106589622B公开了一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法。其原料成分主要包括聚苯硫醚纤维、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、二氧化硅、耐热碳填料、金属氧化物和交联剂，具体的制备方法是按比例向双辊开炼机中加入聚苯硫醚纤维、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、二氧化硅、耐热碳填料和金属氧化物，开炼至均匀混合，然后再加入交联剂进行混炼，最后将得到的产物在平板硫化剂中硫化成型，得到耐烧蚀橡胶型绝热层。实验测试方法是样品经过氧乙炔烧蚀，实验结果表明，氧乙炔线烧蚀率为0.067-0.075mm/s，但是从经过氧乙炔烧蚀后的形貌照片看出，样品表面烧蚀明显，凹凸不平，耐烧蚀性能有待提高。

专利CN103328704B公开了一种聚苯硫醚复合纤维及无纺布。本发明制备的聚苯硫醚复合纤维主要由含有聚苯硫醚的树脂和含有共聚聚苯硫醚的树脂组成。其中聚苯硫醚的树脂为90质量％以上，共聚聚苯硫醚的树脂中苯硫醚单元的含量85摩尔％以上，制备的聚苯硫醚复合纤维具有较好的耐热性。制备方法主要使用熔融纺丝方法，将聚苯硫醚的树脂和共聚聚苯硫醚树脂分别用不同的挤出机进行熔融纺丝，冷却之后得到产物。测试结果表明，根据ASTM D1238-70(测定温度为315.5℃、测定负荷为5kg负荷)测定的熔体流动速率为100-300g/10分钟，聚苯硫醚的树脂的熔点为281℃，共聚聚苯硫醚的树脂的熔点为263℃，以聚苯硫醚作为主要成分的树脂形成的、耐热性、阻燃性及耐化学药品性优异的热粘合性复合纤维及无纺布。

专利CN110079091A公开了一种耐烧蚀复合绝热材料的制备方法。该发明以苯基硅橡胶为基材制备耐烧蚀复合绝热材料，具体的制备步骤主要包括先将聚氨酯改性聚砜树脂、碳化硅、聚酰亚胺，然后研磨得到分散体，再将分散体、氢化丁腈橡胶颗粒、二丁基二月桂酸锡、正硅酸乙酯加入至苯基硅橡胶中，得到固化物，最后将固化物置于平板硫化机上硫化，得到耐烧蚀复合绝热材料。实验结果表明，实施例中制备的最终产物的质量烧蚀率为0.0510-0.0528g/s，但该制备方法工艺复杂，仪器设备要求精密，生产成本高，不适应工业化生产。

目前对于聚苯硫醚材料在微弧氧化过程中易烧蚀的问题还没有较好的解决方法，通过对聚苯硫醚材料的改性以提高其耐热性、耐烧蚀性是一种可行的思路，研究人员进行了大量研究，但仍存在制备工艺复杂，成本高等众多问题，因此亟需开发一种能够经受微弧氧化过程所产生的高温高压的聚苯硫醚复合材料。