本发明涉及复合材料制备
技术领域：
，具体涉及一种移相器用聚苯醚树脂基复合材料的制备方法。
背景技术：
：移相器是一种能够对波的相位进行调整的装置，在雷达、导弹姿态控制、加速器、通信、仪器仪表甚至于音乐等领域都有着广泛的应用。移相器的介电性能主要受制备原料性能的影响，通常要求移相器的制备原料具有较高的介电常数(介电常数一般要求在3.5以上)和较低的介质损耗(介质损耗一般要求在0.002以下)。目前用于制造移相器的材质主要有金属氧化物、铁电陶瓷或稀土金属等，但用这些材质加工成的移相器存在响应慢、功耗大、工艺难度大、批量生产不太方便的缺陷。聚苯醚树脂具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、阻燃性，尺寸稳定性好，电性能优异，其介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，介电损耗约为0.003，且几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。但聚苯醚树脂的介电常数较低，约为2.5，通常需要添加其它材料如弹性体、填料等来满足使用要求。聚苯醚树脂、弹性体、填料通常为粉体颗粒，对于介电常数较高的制品来说，复合材料中粉体颗粒尤其是填料的含量较高，在这种情况下，采用常规双螺杆挤出机造粒技术加工时会存在粉体颗粒分散不均匀、物料融化不充分、挤出拉条容易断等缺陷。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种移相器用聚苯醚树脂基复合材料的制备方法，本发明提供的方法适用于制备基体树脂中粉体含量高、介电常数高的聚苯醚树脂基复合材料。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种移相器用聚苯醚树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚苯醚树脂基复合材料的制备原料混合后进行密炼，得到密炼料；将所述密炼料进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料进行热切，得到聚苯醚树脂基复合材料。优选地，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料包括粉体原料和非粉体原料；所述粉体原料包括聚苯醚树脂、弹性体、填料、润滑剂和抗氧剂；所述非粉体原料包括聚苯乙烯树脂。优选地，以所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料的质量为100％计，所述粉体原料的含量为60～96％。优选地，以所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料的质量为100％计，所述填料的含量为30～82％。优选地，所述密炼的温度为200～220℃，时间为15～20min。优选地，在所述密炼的过程中，密炼机的转子转速为140～160rpm。优选地，所述密炼后还包括：将所得融体物料进行切块处理，得到粒度≤10mm的密炼料。优选地，所述熔融挤出的温度为240～270℃，螺杆转速为300～500rpm。优选地，所述熔融挤出在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行；当采用单螺杆挤出机时，所述熔融挤出的温度为260～270℃，螺杆转速为300～400rpm；当采用双螺杆挤出机时，所述熔融挤出的温度为240～250℃，螺杆转速为400～500rpm。优选地，所述热切时挤出料的温度为280～320℃。本发明提供了一种移相器用聚苯醚树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚苯醚树脂基复合材料的制备原料混合后进行密炼，得到密炼料；将所述密炼料进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料进行热切，得到聚苯醚树脂基复合材料。本发明通过密炼使各制备原料充分分散，保证制备原料中粉体颗粒与非粉体颗粒的充分融合，这样能够提高各制备原料的相容性，有利于保证后续熔融挤出工序的顺利进行；在熔融挤出过程中，各组分再次进行分散和融合，进一步增加了复合材料体系的相容性，避免了采用常规双螺杆挤出机造粒技术时存在的挤出拉条容易断等问题；熔融挤出后采用热切，能够保证切粒顺利进行，且均匀性好，避免因粉体颗粒含量高尤其是填料含量高的情况下，挤出料会发脆，导致不能拉条切粒的问题。实施例的实验结果显示，在粉体含量较低且填料含量较低时，本发明提供的方法与常规双螺杆挤出机造粒技术加工得到的聚苯醚树脂基复合材料都可以进一步通过注塑制备移相器，但是，采用本发明提供的方法加工得到的聚苯醚树脂基复合材料的部分性能，如拉伸强度、弯曲强度、izod缺口冲击强度，优于常规双螺杆挤出机造粒技术加工得到的聚苯醚树脂基复合材料；在粉体含量相同，但是填料含量较高(接近60％)时，常规双螺杆挤出机造粒技术加工出现困难，且所得聚苯醚树脂基复合材料无法进行注塑成型；当粉体含量较高(其中，填料含量达到75％)时，采用常规双螺杆挤出机造粒技术无法加工得到聚苯醚树脂基复合材料，而采用本发明提供的方法仍然可以加工，并能满足注塑工艺要求。具体实施方式本发明提供了一种移相器用聚苯醚树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚苯醚树脂基复合材料的制备原料混合后进行密炼，得到密炼料；将所述密炼料进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料进行热切，得到聚苯醚树脂基复合材料。本发明将聚苯醚树脂基复合材料的制备原料混合后进行密炼，得到密炼料。在本发明中，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括粉体原料和非粉体原料；以所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料的质量为100％计，所述粉体原料的含量优选为60～96％，更优选为80～95％，进一步优选为85～94％。在本发明中，所述粉体原料优选包括聚苯醚树脂、弹性体、填料、润滑剂和抗氧剂；以所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料的质量为100％计，所述填料的含量优选为30～82％，更优选为50～80％，进一步优选为55～75％。在本发明中，所述非粉体原料优选包括聚苯乙烯树脂。在本发明中，按重量份数计，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括以下组分：聚苯醚树脂5～50份、聚苯乙烯树脂7～40份、弹性体5～15份、填料50～80份、润滑剂0.5～2份和抗氧剂0.2～1份。在本发明中，若无特殊说明，所有的制备原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。在本发明中，按重量份数计，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括聚苯醚树脂5～50份，更优选为5～40份，进一步优选为5～20份。在本发明中，所述聚苯醚树脂的特性粘度优选为0.3～0.6dl/g，更优选为0.4～0.5dl/g；所述聚苯醚树脂优选包括聚(2,6-二甲基苯)醚与2,3,6-三甲基苯酚的共聚树脂，或2,6-二甲基苯酚与2,3,6-三甲基苯酚的共聚树脂，更优选为南通星辰合成材料有限公司芮城分公司的lx040、南通星辰合成材料有限公司芮城分公司的lx045、南通星辰合成材料有限公司芮城分公司的lx050、日本旭化成公司的s201、日本旭化成公司的s202a、sabic公司的ppo640、sabic公司的ppo646或邯郸市峰峰鑫宝新材料科技有限公司的xb040。在本发明中，所述聚苯醚树脂具有机械强度高、耐热性好、介电损耗小的优点，同时与其它原料的相容性好。在本发明中，以所述聚苯醚树脂的重量份数为基准，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括聚苯乙烯树脂7～40份，更优选为7～30份，进一步优选为7～20。在本发明中，所述聚苯乙烯树脂优选为聚苯乙烯均聚物或聚苯乙烯共聚物，更优选为上海赛科的hips622p、扬子巴斯夫的hips476l或奇美的ph88。在本发明中，所述聚苯乙烯树脂与聚苯醚树脂相容性好，有利于提高聚苯醚树脂基复合材料的流动性。在本发明中，以所述聚苯醚树脂的重量份数为基准，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括弹性体5～15份，更优选为10～15份。在本发明中，所述弹性体优选包括丁苯橡胶和/或乙丙橡胶，更优选为氢化丁苯橡胶、接枝氢化丁苯橡胶或乙丙橡胶中的一种或多种，最优选为岳阳石化的sbs792、岳阳石化的sebs503t、台湾台橡的sebs6150、台湾台橡的sebs6151、美国科腾的g1650或美国科腾的g1651。在本发明中，所述弹性体与聚苯乙烯树脂、聚苯醚树脂结合后，有利于提高聚苯醚树脂基复合材料的介电常数和韧性。在本发明中，以所述聚苯醚树脂的重量份数为基准，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括填料50～80份，更优选为65～80份，进一步优选为70～80份。在本发明中，所述填料优选为微米二氧化钛和/或纳米二氧化钛，更优选为美礼联r-69、杜邦r-104或龙蟒佰利联996。在本发明中，所述填料有利于提高聚苯醚树脂基复合材料的介电常数。在本发明中，以所述聚苯醚树脂的重量份数为基准，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括润滑剂0.1～2份，更优选为0.5～1份。在本发明中，所述润滑剂优选包括季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺或有机硅酮母粒，更优选为季戊四醇硬脂酸酯。在本发明中，所述润滑剂有利于提高其它组分的分散性，改善聚苯醚树脂基复合材料的流动性。在本发明中，以所述聚苯醚树脂的重量份数为基准，所述聚苯醚树脂基复合材料的制备原料优选包括抗氧剂0.1～1份，更优选为0.4～0.6份。在本发明中，所述抗氧剂优选包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比优选为(1～5)：(1～5)，更优选为1：1；所述主抗氧剂优选包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯或2,2-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，更优选为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；所述辅助抗氧剂优选包括硫代二丙酸双十八酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，更优选为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。在本发明中，所述抗氧剂与其它组分配合使用，有利于提高聚苯醚树脂基复合材料的抗老化性。本发明将上述制备原料混合后进行密炼，得到密炼料。本发明对于各制备原料的加料顺序和混合方式没有特殊的限定，直接将各制备原料加入密炼机中进行密炼即可。本发明通过密炼使各制备原料充分分散，保证制备原料中粉体颗粒与非粉体颗粒的充分融合，这样能够提高各制备原料的相容性，有利于保证后续熔融挤出工序的顺利进行；且通过密炼能够避免采用常规双螺杆挤出机造粒技术时存在的车间粉尘污染等环保问题。在本发明中，所述密炼的温度优选为200～220℃，更优选为205～215℃，进一步优选为205～210℃；时间优选为15～20min，更优选为15～18min；在所述密炼的过程中，密炼机的转子转速优选为140～160rpm，更优选为145～155rpm，进一步优选为145～150rpm。本发明在上述条件下进行密炼，能够使聚苯醚树脂充分软化，在不影响各制备原料性能的基础上，利于促进其与各制备原料的充分融合；而如果密炼的温度过高或在密炼机内的停留时间过长，则容易使物料烧焦，影响材料的性能。在本发明中，所述密炼后优选还包括：将所得融体物料进行切块处理，得到粒度≤10mm的密炼料。在本发明中，所述切块处理所用设备优选为齿盘捏合器，具体是将所述融体物料输送至齿盘捏合器中进行切块处理。本发明通过切块处理能够使密炼料顺利加入挤出机中，有利于后续熔融挤出工序的顺利进行。得到密炼料后，本发明将所述密炼料进行熔融挤出，得到挤出料。在本发明中，所述熔融挤出的温度优选为240～270℃，螺杆转速优选为300～500rpm。在本发明中，所述熔融挤出优选在单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中进行；当采用单螺杆挤出机时，所述熔融挤出的温度优选为260～270℃，螺杆转速优选为300～400rpm；当采用双螺杆挤出机时，所述熔融挤出的温度优选为240～250℃，螺杆转速优选为400～500rpm。在本发明中，所述熔融挤出过程中，各组分再次进行分散和融合，进一步增加了复合材料体系的相容性，避免了采用常规双螺杆挤出机造粒技术时存在的粉料架桥现象和挤出拉条容易断等问题。得到所述挤出料后，本发明优选将所得挤出料进行热切，得到聚苯醚树脂基复合材料。在本发明中，所述热切时挤出料的温度优选为280～320℃，更优选为290～310℃。本发明优选是将所述挤出料在挤出机的机头模口处进行热切。采用常规双螺杆挤出机造粒技术是水冷后再进行切粒，但是在制备原料中粉体颗粒含量高尤其是填料含量高的情况下，挤出料会发脆，导致不能拉条切粒的问题；本发明通过热切能够避免上述问题，保证切粒顺利进行，且均匀性好。完成所述热切后，本发明优选将所得热切料进行冷却，得到聚苯醚树脂基复合材料。本发明对于所述冷却的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可；本发明优选采用风冷，所述风冷优选是采用鼓风机对热切料进行鼓风冷却。本发明对于所述聚苯醚树脂基复合材料的粒度没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的粒度即可，具体的，所述聚苯醚树脂基复合材料优选为直径2～3mm、长度2～3mm的圆柱状颗粒。采用本发明提供的方法制备得到的聚苯醚树脂基复合材料能够通过注塑进一步制备得到移相器，本发明对于所述注塑的具体步骤和操作参数没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的注塑工艺即可；在本发明中，所述注塑优选在温度为280～310℃、压力为100～140mpa的条件下进行，其中，模具在使用前优选预热至60～80℃。下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本实施例所需制备原料中，聚苯醚树脂为南通星辰合成材料有限公司芮城分公司生产的lx040聚苯醚树脂；聚苯乙烯树脂为上海赛科公司的hips622p；弹性体为岳阳石化的sebs503t；填料为美礼联r-69二氧化钛；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(pets)；主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)；辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)。将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂、弹性体、填料、润滑剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂加入密炼机进行密炼，出料后将所得融体物料输送至齿盘捏合器中进行切块处理，得到密炼料(粒度≤10mm)；利用双螺杆挤出机对所述密炼料进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料在双螺杆挤出机的机头模口处进行热切，采用鼓风机对所得热切料进行鼓风冷却，得到聚苯醚树脂基复合材料(直径2～3mm、长度2～3mm的圆柱状颗粒)。其中，本实施例所需制备原料的配比列于表1中，制备过程中操作参数列于表2中。实施例2本实施例所需制备原料中，聚苯醚树脂为南通星辰合成材料有限公司芮城分公司生产的lx045聚苯醚树脂；聚苯乙烯树脂为上海赛科公司的hips622p；弹性体为岳阳石化的sbs792；填料为杜邦r-104二氧化钛；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(pets)；主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)；辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)。按照实施例1的方法制备聚苯醚树脂基复合材料，所需制备原料的配比列于表1中，制备过程中操作参数列于表2中。实施例3本实施例所需制备原料中，聚苯醚树脂为南通星辰合成材料有限公司芮城分公司生产的lx050聚苯醚树脂；聚苯乙烯树脂为上海赛科公司的hips622p；弹性体为台湾台橡的sebs6150；填料为龙蟒佰利联996二氧化钛；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(pets)；主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)；辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)。按照实施例1的方法制备聚苯醚树脂基复合材料，所需制备原料的配比列于表1中，制备过程中操作参数列于表2中。表1实施例1～3中所需制备原料的配比实施例1实施例2实施例3聚苯醚树脂/重量份40205聚苯乙烯树脂/重量份20207弹性体/重量份101515填料/重量份658080润滑剂/重量份111主抗氧剂/重量份0.20.20.2辅助抗氧剂/重量份0.20.20.2粉体含量/％85.385.393.5填料含量/％47.758.773.8表2实施例1～3中制备过程所需操作参数对比例1将制备原料(与实施例1相同)混合后利用双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料在双螺杆挤出机的机头模口成型，然后采用鼓风机进行冷却后切粒，得到聚苯醚树脂基复合材料(直径2～3mm、长度2～3mm的圆柱状颗粒)。其中，制备过程中操作参数列于表3中。对比例2将制备原料(与实施例2相同)混合后利用双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料在双螺杆挤出机的机头模口成型，然后采用鼓风机进行冷却后切粒，得到聚苯醚树脂基复合材料(直径2～3mm、长度2～3mm的圆柱状颗粒)。其中，制备过程中操作参数列于表3中。对比例3将制备原料(与实施例3相同)混合后利用双螺杆挤出机进行熔融挤出，得到挤出料；将所述挤出料在双螺杆挤出机的机头模口成型，然后采用鼓风机进行冷却后切粒，得到聚苯醚树脂基复合材料(直径2～3mm、长度2～3mm的圆柱状颗粒)。其中，制备过程中操作参数列于表3中。表3对比例1～3中制备过程所需操作参数对实施例和对比例中聚苯醚树脂基复合材料进行性能测试，具体如下：按照astmd-638规定的方法测试拉伸强度(mpa)；按照astmd-790规定的方法测试弯曲强度(mpa)和弯曲模量(mpa)；按照astmd-256规定的方法测试izod缺口冲击强度(j/m)；按照astmd-648规定的方法测试热变形温度(0.45mpa，℃)；按照astmd-150规定的方法测试介电常数(无量纲)。实施例和对比例中聚苯醚树脂基复合材料加工情况和性能测试结果见表4，其中，“是否能加工”是指利用实施例和对比例提供的方法是否能够加工得到颗粒状聚苯醚树脂基复合材料，“是否能制样”是指实施例和对比例加工得到的颗粒状聚苯醚树脂基复合材料是否能够通过注塑(注塑的温度为300℃、压力为120mpa，其中，模具在使用前预热至70℃)制备得到移相器，其余性能(包括拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、izod缺口冲击强度、热变形温度和介电常数)均是针对聚苯醚树脂基复合材料而言。表4实施例和对比例中聚苯醚树脂基复合材料加工情况和性能测试结果根据表4中结果可知，在粉体含量较低且填料含量较低时，本发明提供的方法与常规双螺杆挤出机造粒技术加工得到的聚苯醚树脂基复合材料都可以进一步通过注塑制备移相器，但是，采用本发明提供的方法加工得到的聚苯醚树脂基复合材料的部分性能，如拉伸强度、弯曲强度、izod缺口冲击强度，优于常规双螺杆挤出机造粒技术加工得到的聚苯醚树脂基复合材料；在粉体含量相同，但是填料含量较高(接近60％)时，常规双螺杆挤出机造粒技术加工出现困难，且所得聚苯醚树脂基复合材料无法进行注塑成型；当粉体含量较高(其中，填料含量达到75％)时，采用常规双螺杆挤出机造粒技术无法加工得到聚苯醚树脂基复合材料，而采用本发明提供的方法仍然可以加工，并能满足注塑工艺要求。由以上实施例可知，本发明提供的方法适用范围广，尤其适用于制备基体树脂中粉体含量高、介电常数高的聚苯醚树脂基复合材料，且能够降低生产过程中的粉尘污染，操作较简单。同时，本发明提供的方法通过常规设备即可进行大规模生产，大大节约了成本；且根据移相器的使用条件，通过调整原料配比，即可生产出不同性能的产品，增加了客户的选择性。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12