[發(fā)明專利]高耐寒高力學(xué)強(qiáng)度PPO復(fù)合材料及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711069748.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107722596A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州高塑環(huán)保新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L71/12
• 分類號(hào): C08L71/12;C08L77/06;C08L85/02;C08L79/08;C08L81/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/22;C08K7/24;C08K5/134;C08K5/3445;C08G79/025;C08G75/23
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種高耐寒高力學(xué)強(qiáng)度PPO復(fù)合材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚苯醚(PPO)是親油性高的非結(jié)晶材料，耐熱性、電氣絕緣性及高溫下耐蠕變性優(yōu)異，因此在汽車、電子產(chǎn)品、日用品以及醫(yī)療器械中的應(yīng)用十分廣泛。但是，于此同時(shí)，PPO也存在沖擊韌性差、難加工和不耐非極性溶以及防火性能差的問題；PA是親水性高的結(jié)晶性材料，具有優(yōu)異的耐溶劑性、易加工、機(jī)械強(qiáng)度高，但其尺寸穩(wěn)定性差、耐寒性低。PPO/PA合金綜合了PPO和PA的優(yōu)點(diǎn)，部分彌補(bǔ)了其的不足，然而在耐低溫、防火性能以及強(qiáng)度上仍然不足。為此， 傳統(tǒng)的阻燃方法大多采用單一的阻燃劑或采用鹵系阻燃劑，但是PPO/PA合金中存在兩個(gè)組分，單一的阻燃劑對(duì)兩組份的阻燃作用不同，因此阻燃效果差，而且會(huì)導(dǎo)致材料力學(xué)性能下降，耐寒性更差。因此，開發(fā)新產(chǎn)品非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供高耐寒高力學(xué)強(qiáng)度PPO復(fù)合材料，按重量份計(jì)，其制備原料包括: 100重量份的聚苯醚PPO、10～20重量份的尼龍66、10～20重量份的多臂碳納米管、5～10重量份的納米二氧化鈦、1～5重量份的聚乙烯蠟、1～10重量份的抗氧劑1010、10～30重量份的聚酰亞胺-聚磷腈-聚醚砜三元復(fù)合物以及10～30重量份的磺化聚磷腈改性納米二氧化鈦；

優(yōu)選地，其制備原料包括：

100重量份的聚苯醚PPO、12～18重量份的尼龍66、15～18重量份的多臂碳納米管、6～8重量份的納米二氧化鈦、2～4重量份的聚乙烯蠟、2～7重量份的抗氧劑1010、15～20重量份的聚酰亞胺-聚磷腈-聚醚砜三元復(fù)合物以及15～25重量份的磺化聚磷腈改性納米二氧化鈦；

更優(yōu)選地，其制備原料包括：

100重量份的聚苯醚PPO、15重量份的尼龍66、17重量份的多臂碳納米管、7重量份的納米二氧化鈦、3重量份的聚乙烯蠟、5重量份的抗氧劑1010、18重量份的聚酰亞胺-聚磷腈-聚醚砜三元復(fù)合物以及19重量份的磺化聚磷腈改性納米二氧化鈦。

在一種實(shí)施方案中，所述納米二氧化鈦的平均粒徑為60-100納米；優(yōu)選為80納米。

在一種實(shí)施方案中，所述多臂碳納米管的平均管長(zhǎng)為5-20微米，平均管徑為30-100納米，堆密度為0.07-0.1g/cm³；優(yōu)選為平均管長(zhǎng)為10微米，平均管徑為80納米，堆密度為0.09g/cm³。

在一種實(shí)施方案中，所述聚酰亞胺-聚磷腈-聚醚砜三元復(fù)合物的制備方法為：

（1）在300毫升圓底燒瓶中，將 0.41克六氯環(huán)三磷腈和 0.94克4,4’-二羥基二苯砜溶解于190毫升乙腈中，然后加入1.5毫升三乙胺，置于50℃超聲水浴中反應(yīng)10 小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，離心除去溶劑，用去離子水和丙酮分別洗滌產(chǎn)物5 次，最后在50℃下真空干燥25 小時(shí)得到白色聚磷腈粉末；

（2）在100毫升干燥的三頸瓶中，依次加入1.6毫摩爾 2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺、12.5毫升m-creso1和0.8毫升三乙胺，通氮?dú)獗Ｗo(hù)并磁力攪拌；待2，2’-雙(4-磺酸基苯氧基)聯(lián)苯二胺完全溶解后，再依次加入1.55毫摩爾3,4,9,10-苝四羧酸酐，3.0毫摩爾苯甲酸以及0.6毫升異喹啉；室溫?cái)嚢?小時(shí)后，升溫80℃反應(yīng)4小時(shí)，180℃反應(yīng)20小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，并迅速倒入150毫升甲醇中，得到大量固體沉淀；用甲醇反復(fù)洗滌該產(chǎn)物后，抽濾并收集聚合物，于真空烘箱中，60℃下干燥20小時(shí)，得到聚酰亞胺預(yù)聚物;

（3）在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向連接有機(jī)械攪拌、進(jìn)氣管、帶水器和冷凝管的三口瓶中加入1.23克上述步驟（1）所得白色聚磷腈粉末、4.46克二烯丙基雙酚S、3.811克 4,4’-二氟二苯砜、30毫升環(huán)丁砜、2.6克碳酸鉀、20毫升甲苯，140℃回流，帶水4小時(shí)后，升高溫度，蒸出甲苯，體系溫度升至165℃，反應(yīng)20小時(shí)后，降至室溫，然后加入1.3克上述步驟（2）所得聚酰亞胺預(yù)聚物、0.2克硅烷偶聯(lián)劑KH-550、0.1克硅烷偶聯(lián)劑KH-560以及5毫升二甲基亞砜，通氮?dú)?小時(shí)后，體系溫度升至100℃，反應(yīng)5小時(shí)后，降至室溫，出料于1升質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的稀鹽酸水溶液中，得到條狀聚合物，將得到的條狀聚合物用搗碎機(jī)搗碎，再用蒸餾水煮沸洗滌3遍后，放在真空烘箱中50℃烘干24小時(shí)得到聚酰亞胺-聚磷腈-聚醚砜三元復(fù)合物。

在一種實(shí)施方案中，所述磺化聚磷腈改性納米二氧化鈦的制備方法為：