一種聚苯醚基聚合物復合材料及其制備方法和應用與流程
1.本發明涉及復合材料技術領域，尤其是涉及一種聚苯醚基聚合物復合材料及其制備方法和應用。
背景技術：
2.隨著5g技術的普及，全球5g技術建設投資周期拉開后，對于材料的要求出現了新的變化。5g頻段遠高于4g，相關的材料要求工作頻率下更低的介電常數和損耗角正切值，并有著足夠的機械強度。具體地，在電性能方面，要有低損耗和低泄漏電流；在機械性能方面，要有一定韌性和高硬度，否則外力將易于跨越材料的降伏強度，勢必破壞組件的運作；在化學性能方面，要能耐腐蝕和有低吸水性；在熱性能方面，要有高穩定性和低收縮性。另外由于5g覆蓋的范圍更小，建設密度更大，對于材料的成本也期望能夠更低。
3.聚苯醚綜合性能良好，可在120℃蒸汽中使用，電絕緣性好，吸水小，但有應力開裂傾向，改性聚苯醚可消除應力開裂。聚苯醚有著突出的電絕緣性和耐水性優異，有較好的耐磨性和電性能，尺寸穩定性好，其介電性能居塑料的首位。聚苯醚無毒、透明、相對密度小，具有優良的機械強度、耐應力松弛、抗蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩定性。在很寬溫度、頻率范圍內電性能好，主要缺點是熔融流動性差，加工成型困難，實際應用大部分為改性聚苯醚(聚苯醚共混物或合金)，如用聚乙烯苯改性聚苯醚，可大大改善加工性能，改進耐應力開裂性和沖擊性能，降低成本，只是耐熱性和光澤略有降低。改性聚合物有聚苯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚四亞甲基對苯二甲酸酯、聚苯硫醚和各種彈性體等。
4.目前生產出來的聚苯醚基工程塑料一般都不能兼顧其強度和韌性，難以加工且容易開裂，一般強度高的聚酯類工程塑料韌性較差，而韌性好的聚酯類工程塑料其強度較差。而在許多運用場景中，要求聚苯醚基工程塑料需要具有良好的強度和一定的韌性，以達到使用標準。例如，現有的部分聚苯醚基工程塑料的韌性較好但其強度小于70mpa，而部分使用場景要求強度需要大于80mpa，故該類聚苯醚基工程塑料的強度不滿足要求。故需要對現有的聚苯醚基工程塑料進行改進，在不影響原本優異介電性能的基礎上，改善其加工性能，并通過改性聚合物的加入得到一種高強度且具有一定韌性的聚苯醚基工程塑料。
技術實現要素：
5.本發明的目的是提供一種聚苯醚基聚合物復合材料制備方法及應用，旨在解決上述背景技術存在的不足，該聚苯醚基聚合物復合材料不僅具有優異的介電性能和機械強度，而且耐水性優異，有較好的耐磨性、尺寸穩定性，同時加工簡單、價格低廉，具有很強的可塑性。
6.本發明提供一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述聚苯醚基聚合物復合材料的組成材料包括聚苯醚母料、改性聚合物母料、增強纖維、增塑劑和填料。
7.進一步地，所述聚苯醚基聚合物復合材料聚苯醚母料、改性聚合物母料、增強纖維、增塑劑和填料組成，其質量比為(40～60)：(20～30)：(15～30)：(2～8)：(2～8)。
8.進一步地，所述聚苯醚母料為聚2,6-二甲基-1,4-苯醚。
9.進一步地，所述改性聚合物母料為聚苯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚四亞甲基對苯二甲酸酯、聚苯硫醚中的一種或多種的組合。
10.進一步地，所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或金屬纖維中的一種或多種的組合。
11.進一步地，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯或磷酸三二甲苯酯中的一種或多種的組合。
12.進一步地，所述填料為蒙脫土、凹凸棒黏土或羥基磷灰石中的一種或多種的組合。
13.進一步地，所述聚苯醚基聚合物復合材料的制備方法的制作方法具體步驟為：
14.s1:按比例稱取所述聚苯醚母料、所述改性聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料，將其置于真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱內的溫度為第一溫度；
15.s2:干燥完成后，通過攪拌機對所述聚苯醚母料、所述改性聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料進行攪拌并混合均勻，得到混合物；
16.s3：將所述混合物加入擠出機，在第二溫度下對所述混合物進行擠出造粒，得到混合物顆粒；
17.s4：擠出完成后，在真空干燥箱中對所述混合物顆粒進行干燥處理；
18.s5：干燥完成后，在第三溫度下對所述混合物顆粒進行注塑即可得到所述纖維增強聚酯類聚合物材料。
19.進一步地，所述第一溫度為65℃～90℃，干燥時間為4小時～8小時，所述第二溫度為240℃～320℃，所述第三溫度為270℃～320℃。
20.進一步地，所述聚苯醚基聚合物復合材料的應用，可應用于5g、線圈芯、微波絕緣件、屏蔽套、高頻印刷電路板、各種高壓電子元器件等對于電絕緣性和機械強度有很高要求的設備和場景中。
21.本發明的有益效果是：
22.本發明提供的一種聚苯醚基聚合物復合材料及其制備方法和應用，以聚苯醚母料為主要原材料，從而為該聚苯醚基聚合物復合材料提供介電性能基礎，改性聚合物解決聚苯醚開裂和韌性不足的問題，增強纖維能夠進一步增強該聚苯醚基聚合物復合材料的機械強度。增塑劑能夠增加該聚苯醚基聚合物復合材料的流動性，從而降低加工難度，縮短加工周期。填料不僅能夠提高聚苯醚基聚合物復合材料的強度，而且能夠降低纖維增強聚酯類聚合物材料的成本(填料的單價一般較低)，同時根據填料種類的不同，還能夠改善該聚苯醚基聚合物復合材料的其它性能(比如尺寸穩定性、耐熱性能、抗腐蝕性能等)。
附圖說明
23.圖1為本發明中聚苯醚基聚合物復合材料的制作過程示意圖。
具體實施方式
24.下面結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步描述：
25.現詳細說明本發明的多種示例性實施方式，該詳細說明不應認為是對本發明的限制，而應理解為是對本發明的某些方面、特性和實施方案的更詳細的描述。應理解本發明中
所述的術語僅僅是為描述特別的實施方式，并非用于限制本發明。另外，對于本發明中的數值范圍，應理解為還具體公開了該范圍的上限和下限之間的每個中間值。在任何陳述值或陳述范圍內的中間值以及任何其他陳述值或在所述范圍內的中間值之間的每個較小的范圍也包括在本發明內。這些較小范圍的上限和下限可獨立地包括或排除在范圍內。
26.在本發明中，所有原料均為常規市售產品。
27.實例一：(40～60)：(20～30)：(15～30)：(2～8)：(2～8)
28.分別稱取500g、300g、150g、20g、30g的聚苯醚、聚苯乙烯、玻璃纖維、蒙脫土和鄰苯二甲酸二辛酯，將pct、聚苯乙烯、玻璃纖維、蒙脫土和鄰苯二甲酸二辛酯在70℃的真空干燥機中干燥5小時，干燥完成后，通過攪拌機進行攪拌使其混合均勻。待物料混合均勻后，將其加入擠出機，在250℃下進行擠出造粒，擠出完成后將粒料在130℃下進行真空干燥4小時；干燥完成后，在290℃下注塑即可得到強度達到83mpa以及斷口沖擊韌性為4.3kj/m2、介電常數為2.7、介電損耗為0.008的新型聚苯醚基聚合物復合材料。
29.實例二：
30.分別稱取600g、200g、150g、20g、30g的聚苯醚、聚四亞甲基對苯二甲酸酯、芳綸纖維、羥基磷灰石和鄰苯二甲酸二辛酯，將聚苯醚、聚四亞甲基對苯二甲酸酯、芳綸纖維、羥基磷灰石和鄰苯二甲酸二辛酯在80℃的真空干燥機中干燥4小時，干燥完成后，通過攪拌機進行攪拌使其混合均勻。待物料混合均勻后，將其加入擠出機，在280℃下進行擠出造粒，擠出完成后將粒料在130℃下進行真空干燥4小時；干燥完成后，在300℃下注塑即可得到強度達到89mpa以及斷口沖擊韌性為3.4kj/m2、介電常數為2.6、介電損耗為0.009的新型聚苯醚基聚合物復合材料。
31.實例三：
32.分別稱取400g、300g、150g、20g、30g的聚苯醚、聚苯硫醚、碳纖維、凹凸棒黏土和鄰苯二甲酸二辛酯，將聚苯醚、聚苯硫醚、碳纖維、凹凸棒黏土和鄰苯二甲酸二辛酯在90℃的真空干燥機中干燥4小時，干燥完成后，通過攪拌機進行攪拌使其混合均勻。待物料混合均勻后，將其加入擠出機，在270℃下進行擠出造粒，擠出完成后將粒料在130℃下進行真空干燥4小時；干燥完成后，在320℃下注塑即可得到強度達到101mpa以及斷口沖擊韌性為2.7kj/m2、介電常數為3.0、介電損耗為0.005的新型聚苯醚基聚合物復合材料。
33.以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征以及本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
技術特征：
1.一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述聚苯醚基聚合物復合材料的組成材料包括聚苯醚母料、改性聚合物母料、增強纖維、增塑劑和填料。2.根據權利要求1所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述聚苯醚母料、改性聚合物母料、增強纖維、增塑劑和填料的質量比為(40～60)：(20～30)：(15～30)：(2～8)：(2～8)。3.根據權利要求2所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述聚苯醚母料為聚2,6-二甲基-1,4-苯醚。4.根據權利要求2所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述改性聚合物母料為聚苯乙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚四亞甲基對苯二甲酸酯、聚苯硫醚中的一種或多種的組合。5.根據權利要求2所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或金屬纖維中的一種或多種的組合。6.根據權利要求2所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯或磷酸三二甲苯酯中的一種或多種的組合。7.根據權利要求2所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料，其特征在于，所述填料為蒙脫土、凹凸棒黏土或羥基磷灰石中的一種或多種的組合。8.一種如權利要求1-7任一項所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：s1:按比例稱取所述聚苯醚母料、所述改性聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料，將其置于真空干燥箱中干燥，所述真空干燥箱內的溫度為第一溫度；s2:干燥完成后，通過攪拌機對所述聚苯醚母料、所述改性聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料進行攪拌并混合均勻，得到混合物；s3：將所述混合物加入擠出機，在第二溫度下對所述混合物進行擠出造粒，得到混合物顆粒；s4：擠出完成后，在真空干燥箱中對所述混合物顆粒進行干燥處理；s5：干燥完成后，在第三溫度下對所述混合物顆粒進行注塑即可得到所述纖維增強聚酯類聚合物材料。9.根據權利要求8所述的一種聚苯醚基聚合物復合材料制備方法，其特征在于，所述第一溫度為65℃～90℃，干燥時間為4小時～8小時，所述第二溫度為240℃～320℃，所述第三溫度為270℃～320℃。10.一種如權利要求1所述的聚苯醚基聚合物復合材料的應用，其特征在于，所述聚苯醚基聚合物復合材料可應用于5g、線圈芯、微波絕緣件、屏蔽套、高頻印刷電路板、各種高壓電子元器件。
技術總結
本發明提供一種聚苯醚基聚合物復合材料及其制備方法和應用，所述聚苯醚基聚合物復合材料的組成材料包括聚苯醚母料、改性聚合物母料、增強纖維、增塑劑和填料，所述聚苯醚母料、所述聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料的質量比為(40～60)：(20～30)：(15～30)：(2～8)：(2～8)，所述聚苯醚基聚合物復合材料由所述聚苯醚母料、所述改性聚合物母料、所述增強纖維、所述增塑劑和所述填料混合制成。本發明提供的聚苯醚基聚合物復合材料不僅具有優異的介電性能以及較高強度，而且具有一定的韌性，同時制作簡單、價格低廉，且具有很強的可塑性。的可塑性。的可塑性。
