[发明专利]一种导电、高力学性能且低翘曲纤维增强聚苯醚复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电、高力学性能且低翘曲纤维增强聚苯醚复合材料及其制备方法；所述的聚苯醚复合材料组分按重量份计分别为：聚苯醚树脂50～90％、聚苯乙烯：10‑40％、扁平碳纤维10～40％、相容剂0～10％、抗氧剂0.1～1％。与目前市场上常见的截面为圆形的碳纤维增强聚苯醚复合材料相比，本发明的扁平碳纤维增强聚苯醚复合材料在保持较高的力学性能和导电性能的同时，而且具有尺寸稳定、低翘曲的优良性能，提升了聚苯醚复合材料的应用附加值，可用于IC托盘等对平整度要求较高的领域。

技术领域

本发明涉及工程塑料领域，尤其涉及一种导电、高刚性及低翘曲聚苯醚复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯醚是五大工程塑料之一，其具有良好的力学性能、耐热性、电学性能、尺寸稳定性等优点。

用于半导体芯片托盘、集成电路托盘、电子工装材料必须具有优异的机械性能、良好的静电消散能力、高耐热性、尺寸稳定性、低翘曲等特点。而聚苯醚材料具有高耐热性、尺寸稳定性等优点，成为半导体托盘材料的所选材料之一，为了使得聚苯醚材料具有良好的静电消散能力，一般的方法是在聚苯醚材料中添加导电炭黑、碳纳米管，石墨烯等，以上几种方法可以解决聚苯醚的静电消散能力，但是会影响聚苯醚复合材料的力学性能，对一些要求比较高的托盘，达不到要求。也有用碳纤维填充聚苯醚材料，解决了静电消散问题而且提高了聚苯醚复合材料的力学性能，但是常规的碳纤维增强聚苯醚复合材料制备的托盘，翘曲度比较大，满足不来一些客户的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种导电、高力学性能且低翘曲纤维增强聚苯醚复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种导电、高力学性能且低翘曲纤维增强聚苯醚复合材料，由以下重量百分比计的原料组成：

聚苯醚：50～90％；

聚苯乙烯：10～40％；

扁平碳纤维：10～40％；

相容剂：0～10％；

抗氧剂：0.1～1％。

所述的聚苯醚是线型高分子量聚苯硫醚，分子量为3万～4.5万，熔融指数(280℃，5kg)为10-40g/10min。

所述聚苯乙烯树脂是聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯中的一种或二种的混合物；

所述的扁平碳纤维表面经过上浆硅烷化处理，其长度为6mm，堆积密度大于300g/L。所述的扁平碳纤维的制备方法如下：制备聚丙烯腈纺丝原液，经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后，通过喷丝头挤出后形成纺丝细流，生产过程中使用的喷丝头是矩形喷孔组合喷丝头,其喷丝帽喷孔形状为矩形，其长宽比为4:1，之后进入凝固浴凝固成型，进行牵伸、水洗、干燥致密化，得到高性能碳纤维用扁平聚丙烯腈原丝，扁平聚丙烯腈原丝通过氧化，低温碳化、高温碳化之后经过上浆硅烷化处理再收卷，得到扁平碳纤维，之后切成6mm的短扁平碳纤维,其堆积密度大于300g/L，优选东华大学高性能实验室提供的扁平碳纤维；

所述的相容剂为所述的增韧剂为SEBS-g-MAH和PPE-g-MAH等中的一种或多种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照1:2的比例复配而成。

上述的低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强聚苯醚复合材料的制备方法如下：

1)按照重量配比称取原料；

2)将除扁平碳纤维以外的原料投入到高速混合器中干混3～5min；

3)将步骤2)得到的物质经主喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的侧喂料口中加入碳纤维；