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氧化镁改性聚苯硫醚导热性能研究

发布时间:2019/5/21 16:27:42阅读人次:1224

聚苯硫醚作为应用范围最广、用量最大的特种工程塑料之一,世界消费量以年均 15 %~20 %的速度递增。本文针对电子电气小型化、轻量化和功能化对 聚苯硫醚 复合材料提出高散热要求,进行高性能导热 聚苯硫醚 复合材料的开发。研究了氧化镁单独使用、复配使用、PA66 树脂和母粒法等对 聚苯硫醚复合材料导热性能的影响,并采用玻纤和碳纤对导热 聚苯硫醚复合材料进行增强改性。

有公司对此进行了改性研究,具体实验过程如下:

1氧化镁导热改性 聚苯硫醚 复合材料的制备

聚苯硫醚 放入 150℃的鼓风干燥箱中干燥 4 h,然后将其与氧化镁在高速混合机中混合 3 min 后加入挤出机主喂料口,挤出机温度 280~300 ℃,螺杆转速 400 r/min;挤出料条经水冷、风干、切粒得到氧化镁导热改性 聚苯硫醚 复合材料,然后注塑成标准试样。

2 PA66 改性导热 聚苯硫醚 复合材料的制备

聚苯硫醚 放入 150 ℃的鼓风干燥箱中干燥 4 h,然后将其与PA66 和氧化镁在高速混合机中混合 3 min 后加入挤出机主喂料口,挤出机温度280~300℃,螺杆转速 400 r/min;挤出料条经水冷、风干、切粒得到 PA66 改性导热 聚苯硫醚 复合材料,然后注塑成标准试样。

3 母粒法改性导热 聚苯硫醚 复合材料的制备

PA66为载体,采用密炼法制备重量份数为90%RF-50-AC母粒。将PA66树脂和 RF-50-AC加入到加压式翻转密炼机中,控制密炼室温度 200~240 ℃,转子转速40~100 r/min,密炼时间 5~15 min;待物料成团后,密炼后的料团经输送带送到单螺杆挤出机料斗中,经料斗切刀切成碎块,然后通过挤出和重力作用进入挤出机料筒,通过单螺杆挤出机熔融混炼挤出(转速200~400 r/min,温度 240~270 ),经风冷磨面切粒制成 RF-50-AC母粒。

将聚苯硫醚放入150 ℃的鼓风干燥箱中干燥4 h,然后将其与PA66RF-50-AC母粒在高速混合机中混合3 min后加入挤出机主喂料口,挤出机温度 280~300 ℃,螺杆转速 400 r/min;挤出料条经水冷、风干、切粒得到母粒法改性导热 聚苯硫醚 复合材料,然后注塑成标准试样。

4 纤维增强导热 聚苯硫醚 复合材料的制备

将聚苯硫醚放入150 ℃的鼓风干燥箱中干燥4 h,然后将其与PA66RF-50-AC母粒在高速混合机中混合3 min后加入挤出机主喂料口,连续玻纤或者碳纤从螺杆第四和第五加热区间的加纤口加入,挤出机温度 280~300 ℃,螺杆转速 400 r/min;挤出料条经水冷、风干、切粒得到玻纤增强或者碳纤增强导热 聚苯硫醚 复合材料,然后注塑成标准试样。

5性能测试

在注塑机上按照 GB/T 1040-2006 标准制备拉伸样条,按照GB/T 1043-2008 标准制备 A 型缺口样条,并按照对应标准进行拉伸强度和 IZOD 缺口冲击强度测试,温度为 23 ℃,相对湿度为50 %。导热系数按照标准 ASTM E1641-2007 进行测试,温度为23 ℃,相对湿度为 50 %

结果表明:氧化镁可以有效改善 聚苯硫醚 的导热率,不同粒径氧化镁的复配使用、PA66 树脂、母粒法以及加工工艺的合理使用可以促进导热通道的形成,进一步提高 聚苯硫醚 的导热率。玻纤和碳纤的加入可以显著提高导热 聚苯硫醚 复合材料的拉伸强度和 IZOD 缺口冲击强度,制备高性能导热 聚苯硫醚复合材料,拓展材料的使用范围。