[發明專利]聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410313099.0
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104046026A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 林顯達;周家鋆;周禺;林良云
• 申請（專利權）人: 廣州高八二塑料有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L75/04;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/10
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 周軍;高之波

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別涉及聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚樹脂(英文簡稱：PPS)是一種高剛性、耐高溫的極性樹脂，通常用它加入玻璃纖維制成的復合材料具有耐溫、強度大、電性能優秀、耐磨等優點，在工業生產中已廣泛使用。在多年的使用過程中，我們發現在制造某些部件時，PPS有比較明顯的缺點，但又不能用其它材料代替，因為其它材料耐溫不夠，比如做某些薄壁制品時，由于韌性不夠發生斷裂，某些特殊用途的電子元件由于介電常數較大，在高電壓存在的情況下發生短路，在高溫度的條件下發生漏電。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料，可以解決上述現有技術問題。

本發明的另一個目的是提供上述聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料的制備方法，以解決上述現有技術問題中的至少一個。

根據本發明的一個方面，提供了一種聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料，含有聚苯硫醚、聚氨酯、玻璃纖維、硅灰石纖維和助劑，助劑含有相容劑、抗氧劑、偶聯劑、潤滑劑和炭黑。

本發明的聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料具有既有高強度、低蠕度、流動性好、易于加工等特點，有具有高韌性、低密度、介電常數小、漏電起痕指數高等特點。聚氨酯的加入可以提高該復合材料的韌性。硅灰石纖維的加入可以提高該復合材料的電性能。炭黑的加入既可以給材料染色，也可以提高該復合材料的流動性。

聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯(英文簡稱：PU)，是主鏈上含有重復氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統稱。它是由有機二異氰酸酯或多異氰酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。聚氨酯是一種韌性、彈性非常好的材料，在日常生活中最常見的是：嬰兒奶嘴、汽車密封條、彈力膠等等。本發明通過加入PU可以明顯改善PPS的脆性，通常，未加入PU的PPS/玻璃纖維復合材料的缺口沖擊強度為5～7千焦/平方米，加入PU后測出的缺口沖擊強度為8-10千焦/平方米。而且，PPS/玻璃纖維復合材料加入PU后并不會改變其耐溫性能和彎曲強度以致影響其正常使用。

硅灰石，成分Ca₃(S_i3O₉)，是一種可大量供應的白色純潔的礦物，它具有優良的化學耐受性，呈針狀，通常稱作硅灰石纖維。針狀結構可以使其硅灰石纖維具有填料中最好的電性能和熱性能，同時也能達到高強度和高韌性。在生產過程中加入偶聯劑處理后，更可提高硅灰石纖維的耐水性。這些優良的性能可以使PPS復合材料的介電常數降低、漏電起痕指數升高。目前常見的玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料的介電常數為3.5，本聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料的介電常數為2.5～2.7。目前常見的玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料的漏電起痕指數為200伏，本聚氨酯共混改性聚苯硫醚復合材料的漏電起痕指數可達250～300伏。

炭黑的作用有三點：1、染色；2、增強；3、減少高分子的卷曲。在PPS/玻璃纖維復合材料中加入炭黑可以達到提高流動性的效果，這種潤滑稱為內潤滑，可以減少高分子材料之間的摩擦力。

在一些實施方式中，相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴或丙烯酸接枝聚丙烯。馬來酸酐接枝聚烯烴或丙烯酸接枝聚丙烯可以使聚苯硫醚和聚氨酯這兩種高分子材料的末端基團活化，不產生排斥作用，形成一個整體。

在一些實施方式中，相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚丙烯。

在一些實施方式中，抗氧劑為羥基苯基丙烯酸酯或羥基苯甲基丙烯酸酯。這兩種抗氧劑可以阻礙高分子材料在熱加工過程中的氧化反應，防止高分子材料的性能變差。

在一些實施方式中，偶聯劑為γ—氨丙基三乙氧基硅烷。這種偶聯劑可以對玻璃纖維、硅灰石纖維進行表面處理，增大其與高分子材料的粘結力。

在一些實施方式中，潤滑劑為硬脂酸或聚乙烯蠟。由此，可以降低高分子材料熔融狀態的流動粘度，便于加工。

在一些實施方式中，以重量份數計，其中聚苯硫醚35～45、聚氨酯15～30、玻璃纖維20～40、硅灰石纖維10～20、助劑2.4。優點是制成的材料既有高強度、低蠕度、流動性好、易于加工等特點，有具有高韌性、低密度、介電常數小、漏電起痕指數高等特點。

在一些實施方式中，以重量份數計，其中相容劑1、抗氧劑0.3、偶聯劑0.3、潤滑劑0.4、炭黑0.4。優點是增大幾種材料的結合力、增加強度，方便加工。