[發(fā)明專利]一種丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物及其制備方法

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• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107474197A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳東進
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市聯(lián)洲知識產(chǎn)權(quán)運營管理有限公司
• 主分類號: C08F291/14
• 分類號: C08F291/14;C08F220/06;C08F2/44;C08K9/04;C08K3/36;C10M151/02;C10N30/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚苯硫醚基聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

聚苯硫醚是一類在分子主鏈上含有苯硫基的結(jié)晶性熱塑性工程塑料,聚苯硫醚大分子結(jié)構(gòu)組成簡單,主鏈由剛性苯環(huán)和硫原子交替排列,相間的苯環(huán)被硫原子以單鍵形式隔開，使苯環(huán)的π電子部分交疊，能量進一步降低形成穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)，因此，聚苯硫醚具有較好的鏈對稱性和規(guī)整性,使聚苯硫醚具有耐高溫(長期使用溫度為200～220℃)、耐化學(xué)腐蝕(200℃下幾乎不溶于任何溶劑)、阻燃性好(LOI>35)、易加工等特性,而且具有良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)越的力學(xué)性能，在航空航天、汽車、電子電器、機械、石油化工等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。聚苯硫醚具有良好的自潤滑性和耐磨性，也被常用固體潤滑材料，但是聚苯硫醚是半結(jié)晶性聚合物,結(jié)晶度高的聚苯硫醚質(zhì)脆,沖擊韌性不高,其性能受到結(jié)晶程度、結(jié)晶形態(tài)、晶區(qū)取向以及晶粒尺寸等的影響。

聚四氟乙烯是由四氟乙烯經(jīng)聚合反應(yīng)而成，通常為一種高結(jié)晶度和高分子量的白色粉末狀物質(zhì)，具有耐高溫(可長期在200～260℃的溫度范圍內(nèi)使用)、耐低溫(可在-100℃以下長期使用)、耐腐蝕(具有極高的化學(xué)惰性)、耐氣候(極高的耐大氣老化性能)、高潤滑(具有極小的摩擦系數(shù))、不粘附(表面張力極低，不易粘附)、人體相容性好(具有很好的生理惰性，無毒)、電絕緣性好(絕緣性高，且不受溫度、濕度的影響)的特點。中國專利CN 1064693C公開的注射用聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯和聚苯硫醚共混改性聚苯硫醚纖維復(fù)合材料造粒工藝方法，將聚苯硫醚樹脂粉球磨后加入乙醇和水中形成懸浮液，然后將碳纖維和/或玻璃纖維浸漬其中，經(jīng)空氣干燥、加熱熔融和冷卻硬化形成纖維粗砂，將超細聚四氟乙烯粉、聚苯硫醚樹脂粉混合后加入聚全氟乙丙烯濃縮懸浮液混合后，將浸有聚苯硫醚樹脂的纖維粗砂包覆，冷卻切斷形成復(fù)合材料粒料。由上述現(xiàn)有技術(shù)可知，通過聚四氟乙烯改性聚苯硫醚樹脂可以提高復(fù)合材料的字潤滑性、耐腐蝕性、耐熱性、力學(xué)性能和耐磨耗性，在高溫下具有高強度和高彈性模量，但是聚苯硫醚復(fù)合材料中全氟聚合物的用量高于20％，聚苯硫醚復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和韌性有所提高，但是力學(xué)強度顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物及其制備方法，本發(fā)明將聚四氟乙烯粉體放入聚乙烯袋中，經(jīng)電子加速器輻照均勻，通風(fēng)，得到微納米級的預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末；將微納米級預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末與聚苯硫醚攪拌預(yù)混合后，經(jīng)熔融，擠出成條，冷卻，剪切成粒，制備得到易結(jié)晶的聚苯硫醚自潤滑樹脂組合物；再在易結(jié)晶的聚苯硫醚自潤滑樹脂組合物的表面接枝丙烯酸和烷基化納米二氧化硅，得到產(chǎn)品。本發(fā)明制備的丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物結(jié)晶度高，潤滑性好，力學(xué)性能高，表面親水性好。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物，其特征在于，所述丙烯酸改性的聚苯硫醚基聚合物為聚苯硫醚基復(fù)合物的表面接枝丙烯酸和烷基化二氧化硅，所述聚苯硫醚基復(fù)合物由預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末和聚苯硫醚構(gòu)成，所述預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末的粒徑為微納米級。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述聚苯硫醚的熔融流動速率為150-800g/10min。

本發(fā)明還提供一種丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將聚四氟乙烯粉體放入聚乙烯袋中，放入電子加速器中進行輻照，并利用樣品臺轉(zhuǎn)動至非輻照的區(qū)域不時揉動袋內(nèi)聚四氟乙烯以使輻照均勻，在輻照完成后，在通風(fēng)柜打開聚乙烯袋，1-5小時后取出，得到預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末；

(2)將步驟(1)制備的預(yù)輻射處理的聚四氟乙烯粉末與聚苯硫醚在攪拌機內(nèi)，在45-75r/min轉(zhuǎn)速下攪拌預(yù)混合3-8min后，在雙螺桿擠出機內(nèi)熔融混合2-5min并擠出成條，擠出的條形物進行冷卻槽冷卻后，剪切成粒，制備得到易結(jié)晶的聚苯硫醚自潤滑樹脂組合物；

(3)將步驟(2)制備的易結(jié)晶的聚苯硫醚自潤滑樹脂組合物加入丙烯酸水溶液中，加入表面活性劑和烷基化納米二氧化硅粉末，一邊攪拌一邊通入氮氣，密封加熱攪拌，分離，分散重離心，干燥，得到丙烯酸和二氧化硅改性的聚苯硫醚基聚合物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，聚四氟乙烯粉體的熔點為295-315℃。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟(1)中，輻照的強度為0.5-1Gky，輻照時間為30-60min。