[發(fā)明專利]一種聚苯硫醚用增強(qiáng)劑及由其制備的高強(qiáng)度聚苯硫醚

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410299119.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN104109380B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林湖彬;杜崇銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠州市集和光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L81/02
• 分類號(hào): C08L81/02;C08L51/00;C08K9/02;C08K7/24;C08K3/08;C08K7/06;C08K3/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 陳衛(wèi),禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚苯硫醚用增強(qiáng)劑及由其制備的高強(qiáng)度聚苯硫醚。

背景技術(shù)

聚苯硫醚英文簡(jiǎn)寫為PPS，是一種新型高性能熱塑性樹脂，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐化學(xué)藥品性、難燃、熱穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。在電子、汽車、機(jī)械、航空航天及化工領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。PPS具有硬度高、耐高溫、高阻燃、耐化學(xué)藥品性能強(qiáng)、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)；但其韌度不足，容易斷裂。

碳納米管(CNTs)是一類新型碳材料，由于納米碳管具有較大的長(zhǎng)徑比，所以可以把其看成為準(zhǔn)一維納米材料，它是所有已知的材料中強(qiáng)度、剛度最高的材料，理論預(yù)測(cè)的納米碳管強(qiáng)度大約為鋼的100倍，而密度只有鋼的1／6，并有優(yōu)良的韌性，可用于填充至高分子樹脂材料進(jìn)行增韌。但從目前情況看，利用碳納米管提高聚苯硫醚的韌度還存在一些問題，這主要是由于碳納米管比表面積大，比表面能高，團(tuán)聚現(xiàn)象很嚴(yán)重，與聚苯硫醚之間的潤(rùn)濕性較差、相容性較低，用傳統(tǒng)的復(fù)合方法，碳納米管在聚苯硫醚中難于均勻分散。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開一種在聚苯硫醚中分散程度高、與聚苯硫醚相容性高、可有效提高聚苯硫醚機(jī)械強(qiáng)度的的聚苯硫醚增強(qiáng)劑。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種聚苯硫醚用增強(qiáng)劑，其原料按重量計(jì)包括：

增韌劑1 10-30份；

增韌劑2 15—35份；

相容劑5—10份；

分散劑0.5—3份；

所述增韌劑1為碳納米管-銅復(fù)合粉；所述增韌劑2為碳纖維；所述相容劑為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝馬來酸酐；所述分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚。

聚苯硫醚與金屬具有較高的相容性，在碳納米管上增加銅，可有效提高本發(fā)明增強(qiáng)劑與聚苯硫醚的相容性。碳纖維為市售產(chǎn)品，其具有良好的機(jī)械性能，作用是進(jìn)一步提高本發(fā)明增強(qiáng)劑對(duì)聚苯硫醚韌度、抗沖擊強(qiáng)度等性能的增強(qiáng)。所述相容劑為苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝馬來酸酐，為市售產(chǎn)品，能夠提高所述碳納米管-銅復(fù)合粉、碳纖維與聚苯硫醚的相容性，使之與聚苯硫醚能夠緊密地結(jié)合，均勻地填充于聚苯硫醚當(dāng)中。而分散劑為壬基酚聚氧乙烯醚，是市售產(chǎn)品。它的作用是降低碳納米管-銅復(fù)合粉的比表面能，防止碳納米管-銅復(fù)合粉發(fā)生團(tuán)聚，促進(jìn)碳納米管-銅復(fù)合粉均勻地填充于聚苯硫醚基體中，與苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝馬來酸酐協(xié)效，可使碳納米管-銅復(fù)合粉、碳纖維與聚苯硫醚基體形成均勻、穩(wěn)定的體系，從而促進(jìn)碳納米管-銅復(fù)合粉、碳纖維對(duì)聚苯硫醚機(jī)械性能的增強(qiáng)作用。

所述碳納米管-銅復(fù)合粉為按重量計(jì)為20—40份的多壁碳納米管加入至30—60份的無水乙醇中，以頻率為70—300KHz超聲波分散40—50min后除去乙醇；將所述多壁碳納米管加入至30—80份的質(zhì)量濃度為40%-50%的硫酸銅溶液中，在90℃恒溫下以頻率為100—150KHz超聲波分散100—110min；攪拌并加入無水乙醇直至硫酸銅溶液中不再析出晶體；將析出的晶體過濾，加熱至220—250℃，并保持200—250min，獲得無水硫酸銅-碳納米管復(fù)合粉；將所述無水硫酸銅-碳納米管復(fù)合粉加熱至480—500℃，通氫氣還原80—90min，即獲得所述碳納米管-銅復(fù)合粉。

所述碳纖維是指長(zhǎng)度為6mm的碳纖維在質(zhì)量濃度為68%的HNO₃溶液中70—90℃下浸漬6—10小時(shí)后洗凈烘干后制得的碳纖維；所述多壁碳納米管其團(tuán)聚顆粒平均直徑為270—310μm，比表面積為210—270m³/g，外徑為19—30nm。

采用HNO₃溶液對(duì)碳纖維進(jìn)行氧化處理，能夠有效提高碳纖維或碳納米管對(duì)聚苯硫醚機(jī)械性能的增強(qiáng)作用，尤其是對(duì)聚苯硫醚韌度、拉伸強(qiáng)度、缺口抗沖擊性能的增強(qiáng)。但這種處理將降低碳纖維或碳納米管的導(dǎo)電性能，使得聚苯硫醚在制備過程中或在使用過程中容易積聚靜電，難以應(yīng)用到電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種高強(qiáng)度聚苯硫醚，其原料按重量計(jì)包括：

聚苯硫醚50—70份；

增強(qiáng)劑10—20份；

阻燃劑1—6份；

紫外線吸收劑2—4份；

所述阻燃劑為TPP；所述紫外線吸收劑為UV-531。

所述TPP全稱為磷酸三苯酯；是市售產(chǎn)品；所述UV531為市售產(chǎn)品。本發(fā)明的高強(qiáng)度聚苯硫醚可采用現(xiàn)有的任一種可應(yīng)用于PPS材料的共混法制備。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的有益效果：