[發明專利]一種高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410479458.X
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104231628A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 于慶順;王港;陳曉媛;郭建明;楊建軍
• 申請（專利權）人: 上海真晨企業發展有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08L23/08;C08L83/04;C08L53/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/14;C08K7/08;C08K3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯硫醚(Polyphenylene?Sulfide)，是美國Phillips?Petroleum于1971年首次實現工業化生產，并得到迅速發展的一種高性能熱塑性工程塑料。其化學結構式為

聚苯硫醚是白色粉末狀的半結晶聚合物，具有優良的阻燃性、耐化學腐蝕性及良好的機械和電學性能，可用多種方法加工成型，還適合精密成型，在汽車制造、電子電氣、化工、儀器儀表和航天工業等領域具有廣泛的應用前景。

但由于聚苯硫醚主鏈上大量苯環的存在，增加了材料的剛性，使其存在脆性大、韌性差的缺點，使聚苯硫醚的應用受到了很大的限制。通常需要將其與玻璃纖維進行復合以獲得更高的強度、高溫穩定性和尺寸穩定性，但玻璃纖維增強對其韌性的提高有限。使用傳統的橡膠彈性體改性時，由于分散差，且橡膠與基體粘結差，其增韌效果不明顯，往往還導致剛性和耐熱性能下降。因此制備或選擇適當的界面增容劑來加強界面粘接是增韌改性的關鍵。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺點，提供一種高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料，其具有密度低、強度高、韌性好、耐高溫等優點，滿足尺寸穩定性要求，適用于電子、電氣、化工、汽車制造等領域。

本發明的另一目的是提供上述復合材料的制備工藝。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料，它是以交聯型聚苯硫醚樹脂為基體，玻璃纖維為增強相，以增韌相容劑強化聚苯硫醚與玻璃纖維的界面粘結，以成核劑加速聚苯硫醚結晶速率。

它由如下重量百分比的組分經過混合擠出造粒組成：

交聯型聚苯硫醚：44％～56％，

表面用相對添加物重量百分比為0.3％～0.6％的硅烷偶聯劑處理的增強劑：40％～50％，

添加劑：3％～6％。

本發明的高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料還包括重量百分比為0.5％～1.5％的輔助助劑，所述助劑包括抗氧劑、潤滑劑、成核劑中的一種或一種以上的混合物，其中抗氧劑(重量百分比0.1％～0.5％)可為1010、1076等常規抗氧劑、潤滑劑(重量百分比0.2％～0.5％)為硅酮粉和季戊四醇硬脂酸脂等，成核劑(重量百分比0.3％～1.0％)為平均粒徑0.8～1.0μm的超細滑石粉、二氧化硅中的一種或兩種。

所述的聚苯硫醚為交聯型聚苯硫醚樹脂，長分子鏈末端帶化學活性端基，在適當條件下可發生交聯反應，生成局部交聯網絡結構。

所述增強劑為短切玻璃纖維、硫酸鈣晶須的一種或一種以上的混合物。其中無堿短切玻璃纖維，纖維直徑17～14μm，表面涂覆硅烷基浸潤劑；硫酸鈣晶須直徑1～3μm，長度10～80μm；所述偶聯劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

所述的增韌相容劑為苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、無規乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油脂-丙烯酸酯共聚物和氫化SBS一種或一種以上混合物。

一種高強度聚苯硫醚增強增韌復合材料的制備方法，它包括以下步驟：

(1)按重量份將44～56份交聯型聚苯硫醚、3～6份添加劑以及40～50份表面用相對添加物重量百分比為0.3％～0.6％的硅烷偶聯劑處理的增強劑通過高速混合機充分混勻，得到預混物；其中增強劑采用短切玻璃纖維時應在擠出過程中加入；

(2)將步驟(1)所得的擠塑原料送入雙螺桿擠出機的主料斗，被均勻地熔融共混擠出，擠出工藝參數為：熔融溫度270～300℃，螺桿轉速300～600rpm；

(3)穩定擠出后，將40～50重量份的短切玻璃纖維從擠出機側向加料口定量引入；

(4)熔融狀料條從擠出機口模被牽引入水槽冷卻固化后，進入切粒裝置被切成顆粒狀復合材料。

本發明的有益效果是：

(1)與傳統玻璃纖維增強或彈性體增韌的聚苯硫醚復合材料相比，其剛性、強度、耐熱性得以保持的同時韌性得到很大提高。

(2)復合材料兼具有耐腐蝕、易成型、密度低、尺寸穩定性好的特點。

(3)適用于汽車零件、家電、化工等有耐高溫、耐腐蝕、抗扭壓、低蠕變、低成本化要求的應用領域。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。

實施例1：

組分和重量份如下：