本發(fā)明屬于聚苯硫醚復合材料，具體涉及一種電容器外殼用聚苯硫醚復合材料及其制備方法。

背景技術：

1、聚苯硫醚(pps)是由苯環(huán)與硫原子構成的剛性主鏈結構聚合物，具有結晶性，不僅力學性能優(yōu)異，還具有優(yōu)異的阻燃性、絕緣電阻性、熱穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性，廣泛的應用于環(huán)保、汽車、電子電氣、機械、航空航天等領域。

2、近年來，高可靠耐高溫的有機薄膜電容器發(fā)展迅速，要求具有小體積，能夠承受較高的頻率和環(huán)境溫度，自身的分布電感小的特點。由于pps薄膜電容器具有許多優(yōu)于其它介質(zhì)電容器的性能，如pp、pc、pet等電容器的電氣、物理、化學性能，主要表現(xiàn)在它的耐溫度高，損耗角正切值低，絕緣電阻性能好，擊穿場強高。特別是pps薄膜的溫度特性和頻率特性均優(yōu)于一般介質(zhì)薄膜電容器。聚苯硫醚薄膜電容器逐漸成為高溫高穩(wěn)定高精度的有機電容器領域，特別是航空航天高可靠系統(tǒng)領域的首選產(chǎn)品。

3、pps薄膜電容器雖然有以上諸多優(yōu)點，但也存在與電容器的環(huán)氧灌絕緣封膠的粘結性差等缺點，科研人員對此進行了大量的研究改進。如專利cn114085526b公開的一種聚苯硫醚組合物及其制備方法和應用，所述聚苯硫醚組合物，包括組分：聚苯硫醚25-70份；玻璃纖維20-55份；填料5-40份；成核劑0.1-1份；環(huán)氧改性劑0.5-5份；增韌劑2-6份；其中，所述玻璃纖維與填料的重量比例≥0.7。專利cn116218217b公開的一種電容器封裝外殼用聚苯硫醚復合材料及其制備方法，該pps復合材料，其包括如下重量百分比的各組分：30％-40％聚苯硫醚樹脂，其質(zhì)量流動速度為200-350g/10min；35％-45％無堿短玻纖；10％-20％碳酸鈣；3％-6％雙酚a型固體環(huán)氧樹脂；1％-3％乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物增韌劑；0％-2％色母；0-0.5％潤滑劑；0.1％-0.5％偶聯(lián)劑。

4、以上技術采用在聚苯硫醚復合材料中摻雜環(huán)氧樹脂的方法，可提高聚苯硫醚復合材料對環(huán)氧灌封膠的粘結強度，因pps本身的韌性不夠，摻雜剛性的環(huán)氧樹脂會進一步地降低韌性，容易因卷繞步驟導致薄膜產(chǎn)品破損，故需配合使用乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油三元共聚物、丁腈橡膠、順丁橡膠、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等增韌劑使用，特別是乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油三元共聚物的使用還能改善環(huán)氧樹脂在復合材料中的分散性和相容性。然而，由于聚苯硫醚薄膜電容器常應用于汽車引擎艙、高溫電機驅(qū)動、高溫傳感器、電力變頻器、電力逆變器等溫度高達100-125℃的高溫場合，增韌劑在此高溫下連續(xù)工作發(fā)生軟化、甚至降解，引起應力集中，薄膜的強度顯著下降，甚至產(chǎn)生開裂。

5、因此，有必要開發(fā)一種具有高溫耐久性、與環(huán)氧灌封膠粘結性能好、優(yōu)異韌性的電容器外殼用聚苯硫醚復合材料，以提高電容器的整體穩(wěn)定性和可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種電容器外殼用聚苯硫醚復合材料及其制備方法，采用具有較高耐熱性的側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷作為增韌劑，解決常規(guī)增韌劑高溫耐久性差、強度顯著下降的問題，同時配合苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料、雙酚a型固態(tài)環(huán)氧樹脂一起使用得到兼具高溫耐久性、與環(huán)氧灌封膠粘結性能好、優(yōu)異韌性的電容器外殼用聚苯硫醚復合材料。

2、為實現(xiàn)上述目的，采取如下技術方案：

3、一種電容器外殼用聚苯硫醚復合材料，包括如下重量份的原料：100份聚苯硫醚、10-20份雙酚a型固態(tài)環(huán)氧樹脂、5-8份增韌劑、60-100份苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料，所述增韌劑為側(cè)鏈上有環(huán)氧基的側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷，是甲基含氫硅油與烯丙基縮水甘油醚進行硅氫加成反應制得，環(huán)氧值為0.15-0.25、25℃下粘度為50-120mpa·s。

4、所述苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料由質(zhì)量比1:1-1.5的苯基硅烷偶聯(lián)劑改性粒狀無機填料與苯基硅烷偶聯(lián)劑改性棒狀無機填料混合而成。采用粒徑和合理的分布的粒狀和棒狀苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料可以提高填料與基體之間的接觸面積，從而增強界面結合力，進一步提升材料的韌性。

5、棒狀無機填料平均直徑1-20μm，長徑比5-20，選自玻璃纖維、絕緣鈦酸鉀晶須、玄武巖纖維中的一種或兩種及以上的組合，優(yōu)選為玻璃纖維。

6、粒狀無機填料平均粒徑為0.1-10μm，選自云母、硅藻土、硅石灰、滑石粉、蒙脫土、高嶺土、二氧化硅、玻璃微珠、碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化鈦中的一種或兩種及以上的組合。

7、所述苯基硅烷偶聯(lián)劑選自3-苯丙基甲基二甲氧基硅烷、4-苯基丁基三甲氧基硅烷、三乙氧基(2-苯基丙基)硅烷、三甲氧基(2-苯乙基)硅烷、3-苯基丙基二甲基甲氧基硅烷、甲基二(乙氧基)(2-苯基丙基)硅烷中的一種或兩種及以上的組合。

8、本發(fā)明采用了具有較高耐熱性的側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷作為增韌劑，解決了常規(guī)增韌劑高溫耐久性差、強度顯著下降的問題，但同時發(fā)現(xiàn)復合材料與環(huán)氧灌封膠之間的粘結性能并沒有因側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷而得到改善，為此，發(fā)明人通過使用苯基硅烷偶聯(lián)劑對玻璃纖維等無機填料進行改性處理，成功解決了該粘結性能問題。

9、推測是由于側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷的硅氧鍵的鍵能、鍵長、鍵角都比較大，具有較高的柔性，它的分子鏈較乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油三元共聚物、丁腈橡膠、順丁橡膠、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等增韌劑的分子鏈更容易彎曲和變形，當復合材料體系中含有大量玻璃纖維等無機填料時側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷集中分散在表面極性的玻璃纖維等無機填料周圍，進而影響了環(huán)氧樹脂的分散性，苯基硅烷偶聯(lián)劑表面改性后的玻璃纖維等無機填料表面極性基團減少，與側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷的適應性變好。

10、所述苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料的制備方法沒有特別的限制，本領域常用的即可，具體可以為：配制苯基硅烷偶聯(lián)劑和水的處理液，加入無機填料，升溫進行反應，反應結束后過濾，洗滌，干燥得苯基硅烷偶聯(lián)劑改性無機填料。

11、所述處理液中苯基硅烷偶聯(lián)劑的濃度為1-3wt％，所述無機填料與處理液的質(zhì)量比為1:10-12，所述升溫為升至60-80℃，所述反應時間為1-3h，所述洗滌為用乙醇洗滌1-3次。

12、所述雙酚a型固態(tài)環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量為2000-4000g/eq。

13、所述聚苯硫醚的重均分子量為4-6萬。

14、本發(fā)明還提供了上述電容器外殼用聚苯硫醚復合材料的制備方法，包括如下步驟：

15、將聚苯硫醚、雙酚a型固態(tài)環(huán)氧樹脂、增韌劑、苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料混合均勻，然后擠出造粒、冷卻干燥得電容器外殼用聚苯硫醚復合材料。

16、所述擠出造粒條件為，11區(qū)溫度：230-150℃、250-260℃、260-270℃、270-280℃、280-290℃、290-300、300-310℃、300-310℃、300-310℃、300-310℃、300-310℃，模頭溫度310-320℃，螺桿直徑為30-65mm，長徑比為25-42:1，螺桿轉(zhuǎn)速為250-350rpm。

17、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、本發(fā)明采用具有較高耐熱性的側(cè)鏈型環(huán)氧聚硅氧烷作為增韌劑，解決常規(guī)增韌劑高溫耐久性差、強度顯著下降的問題，同時配合苯基硅烷偶聯(lián)劑改性填料、雙酚a型固態(tài)環(huán)氧樹脂一起使用得到兼具高溫耐久性、與環(huán)氧灌封膠粘結性能好、優(yōu)異韌性的電容器外殼用聚苯硫醚復合材料。