[發(fā)明專利]一種有機(jī)硅增韌改性的聚苯硫醚材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310560625.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104629366A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬慶豐;宮克難;宋陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C08L81/02
• 分類號(hào): C08L81/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K7/14;C08K5/13;C08K5/526;C08G75/02;B29C47/92
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)硅增韌改性的聚苯硫醚材料及其制備方法，廣泛用于電子電氣工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、軍工國(guó)防領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

聚苯硫醚(PPS)是一種半結(jié)晶性熱塑性特種工程塑料，它的分子主鏈?zhǔn)怯杀江h(huán)與硫原子交替排列，分子鏈的規(guī)整性強(qiáng)，苯環(huán)提供剛性，硫醚鍵提供柔順性，由于分子主鏈具有剛?cè)峒鎮(zhèn)涞奶攸c(diǎn)，所以聚苯硫醚易于結(jié)晶，結(jié)晶度最高可達(dá)75%。聚苯硫醚樹脂呈白色或近白色，是一種硬而脆的聚合物，吸濕率很低，只有0.03%。密度為1.34g/cm³，熔點(diǎn)為285℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在90℃左右，熱穩(wěn)定性突出，空氣中在430℃～460℃以上才開始分解。在氮?dú)庵校?00℃以下加熱沒有明顯的質(zhì)量損失。阻燃等級(jí)為U-94V-O級(jí)，200℃以下不溶于絕大多數(shù)有機(jī)溶劑，且電絕緣性非常好。?

由于聚苯硫醚綜合性能優(yōu)異，在電子電氣工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、軍工國(guó)防領(lǐng)域有這重要的應(yīng)用，但其也存在不足之處，其力學(xué)強(qiáng)度不高，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度屬中等水平，尤其聚苯硫醚的脆性較大，韌性較差，這會(huì)在一定程度上阻礙了該聚合物在市場(chǎng)上的廣泛應(yīng)用，解決聚苯硫醚的脆性問題是目前聚苯硫醚改性研究中最重要的目標(biāo)。隨著各行各業(yè)的不斷發(fā)展以及高性能材料市場(chǎng)的不斷開拓，對(duì)特種工程材料提出的要求會(huì)越來越高，尤其是一些尖端領(lǐng)域、國(guó)防軍工等。因此，提高聚苯硫醚的韌性對(duì)于其今后在市場(chǎng)上更好更廣泛地被使用具有十分重要的意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明制備了一種有機(jī)硅增韌改性的聚苯硫醚材料，目的是在提高聚苯硫醚的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度的同時(shí)，也具有較高的韌性。首先將硅烷偶聯(lián)劑KH-560接枝在SiO₂粒子表面，得到表面疏水的納米SiO₂，然后利用懸浮接枝與硅烷交聯(lián)技術(shù)將有機(jī)硅單體接枝于聚苯硫醚上，進(jìn)而與其它助劑組成配方體系通過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出，經(jīng)牽條、冷卻、切粒后得到增強(qiáng)增韌的改性聚苯硫醚材料。本發(fā)明的改性方法與傳統(tǒng)的聚苯硫醚改性方法略有不同，是通過化學(xué)結(jié)構(gòu)改性的方法制備出了一種韌性有所改善的新型聚苯硫醚材料，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH-560接枝處理過的SiO₂納米粒子表面存在Si-O基團(tuán)能夠與有機(jī)硅接枝改性的PPS表面的Si-O基團(tuán)發(fā)生耦合，使制備的改性材料具有較高的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度的同時(shí)，具有較高的沖擊韌性。?

技術(shù)方案：

步驟一：稱取一定量納米SiO₂，加入一定體積的甲苯，常溫超聲波清洗器(300W)超聲分散30min，得到均勻懸浮液，再向其中加入硅烷偶聯(lián)劑KH-560，繼續(xù)超聲3～4min，轉(zhuǎn)移到裝有回流冷凝管、增力電動(dòng)攪拌100mL四頸燒瓶中，于設(shè)定好的油浴溫度中進(jìn)行攪拌反應(yīng)一定時(shí)間。反應(yīng)后的漿液用臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)以12000r/min的速度常溫離心分離,得到改性納米SiO₂。改性納米SiO₂超聲分散、離心分離6次。將改性納米SiO₂置于真空干燥箱中，常溫干燥8h～10h，得到制備好的改性納米SiO₂白色粉末。

步驟二：將已經(jīng)干燥的PPS粉懸浮分散于二氯甲烷中進(jìn)行預(yù)溶脹一段時(shí)間，在Al₂O₃的作用下，加入乙酰氯，待反應(yīng)結(jié)束，將反應(yīng)液移入冰鹽酸中進(jìn)行分解，抽濾，先用低濃度的NaOH溶液洗滌，之后用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，80～100℃真空干燥20～30h，得到乙酰化聚苯硫醚。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將乙酰化聚苯硫醚分散于無水甲苯中，緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)8～12h，抽濾，洗滌，并用乙醇溶液索式抽提20～30h，80～100℃下真空干燥至恒重，得到有機(jī)硅接枝改性的聚苯硫醚。最后將有機(jī)硅接枝改性的聚苯硫醚進(jìn)行水解交聯(lián)，抽濾，產(chǎn)物在80～100℃下真空干燥。?

步驟三:將上述配方中的各組分按配比在高速混合機(jī)中混合均勻，將混合的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融擠出。?

擠出溫度范圍為285～310℃；主機(jī)轉(zhuǎn)速為400～600rpm；喂料轉(zhuǎn)速為20～30rpm。?

擠出的混合物經(jīng)水冷、造粒后在真空干燥箱中烘干，然后將烘好的共混物在290～320℃下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條。?

具體實(shí)例：

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施各例：