CN101348589A - 填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料及成型方法 - Google Patents

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CN101348589A CNA2008101502279A CN200810150227A CN101348589A CN 101348589 A CN101348589 A CN 101348589A CN A2008101502279 A CNA2008101502279 A CN A2008101502279A CN 200810150227 A CN200810150227 A CN 200810150227A CN 101348589 A CN101348589 A CN 101348589A
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张建强
冯辉霞
俞树荣
邱建辉
赵霞
王毅
聂福荣
雒和明
张苗
赵丹
裴先武
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Abstract

填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料及成型方法，按重量百分比，其材料的配比为：聚苯硫醚10～50％、聚丙烯50～90％，改性二硫化钼为聚苯硫醚及聚丙烯总质量的3～10％；其成型方法是，按以上所述的比例配料，首先对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，再进行预成型冷压，然后再进行两次热压，再进行退火处理，最后进行冷却脱模，形成填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料。

Description

填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料及成型方法
技术领域
本发明涉及聚合物基复合材料的制备。
背景技术
目前聚苯硫醚常用的模压成型工艺为，原料配好后加入模具进行预成型冷压，压力为15～20MPa，然后加热熔融，温度一般为300～370℃，适宜的温度为360℃，再加压至10～40MPa进行二次压制，时间为3～5min，随后冷却至230℃附近，再继续冷却至150℃附近，即得成品。该工艺的主要缺点是原料未经过预处理，易在成型品形成气泡，而且预成型冷压压力高，成型过程加热温度高，温度高易造成原料高分子部分交联或分解，从而影响制品性能。此外，压力和温度高则工艺能耗高。
发明内容
本发明的目的是提供一种填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料及成型方法。
本发明是填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料及成型方法，按重量百分比，聚苯硫醚10～50％、聚丙烯50～90％，改性二硫化钼为聚苯硫醚及聚丙烯总质量的3～10％。
本发明的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，首先对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，再进行预成型冷压，然后两次热压，再退火处理，最后冷却脱模，形成填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料。
本发明的特点是用于成型的共混粉料易于制备，模压成型工艺简单，工艺条件容易实现，易于推广实施，同时制成的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料具有良好的耐磨性和力学性能。
具体实施方式
本发明的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料，按重量百分比，聚苯硫醚10～50％、聚丙烯50～90％，改性二硫化钼为聚苯硫醚及聚丙烯总质量的3～10％。
本发明的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，按以上所述的比例配料，首先对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，再进行预成型冷压，然后再进行两次热压，再进行退火处理，最后进行冷却脱模，形成填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料。
本发明是在120～150℃温度下对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，干燥预热时间为2～4小时。
本发明的预成型冷压是将干燥预热的混合粉料在1～5MPa压力下使其形成型坯。
本发明的两次热压过程的第一次热压，是将装有型坯的模具加热至成型温度，并缓慢升压至成型压力后进行保温；第二次热压是在第一次热压过程保温后继续升压至另一成型压力后进行保压。
本发明在模具卸压后，在140～160℃温度下进行退火。
本发明的冷却脱模采取两段冷却，第一段冷却时模具在成型机内进行，第二段冷却时使模具在循环水冷却器内进行，当模具温度至脱模温度时，即可将成型样品从模具内取出。
本发明的第一次热压过程的升温速率为3～5℃/min，成型温度为230～300℃，保温时间为5～10min，成型压力为15～30MPa；第二次热压过程的保压时间为3～5min，成型压力为35～45MPa。
本发明的冷却脱模的第一段冷却是以2～3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至140～160℃；第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3～5min，温度从150℃左右降低至30～50℃左右。
本发明的改性二硫化钼是以硅烷偶联剂与硬脂酸为复配改性剂经过表面改性制备的。
实施例1
将含有质量百分比为10％的聚苯硫醚、90％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量3％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在120℃下，干燥预热4h。模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以3℃/min的升温速率将模具加热至180℃，保温5min，缓慢升压至15MPa，保压5min；然后升温至230℃继续加压至35MPa，保压3min；卸压后在140℃下退火处理，再进行冷却脱模，第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃，第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3min，温度从150℃降低至30℃，脱模制得样品A。
实施例2
将含有质量百分比为10％的聚苯硫醚、90％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量5％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在130℃下，干燥预热4h。模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以3℃/min的升温速率将模具加热至200℃，保温5min，缓慢升压至15MPa，保压5min；然后升温至230℃继续加压至35MPa，保压3min；卸压后在140℃下退火处理，再进行冷却脱模，第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃，第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3min，温度从150℃降低至30℃，脱模制得样品B。
实施例3
将含有质量百分比为10％的聚苯硫醚、90％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量8％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在140℃下，干燥预热3h。模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以3℃/min的升温速率将模具加热至220℃，保温5min，缓慢升压至15MPa，保压5min；然后升温至230℃下继续加压至35MPa，保压3min；卸压后在140℃下退火处理，再进行冷却脱模，第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃，第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3min，温度从150℃降低至30℃，脱模制得样品C。
实施例4
将含有质量百分比为10％的聚苯硫醚、90％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量10％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在150℃下，干燥预热2h。模具预热至150℃，将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以3℃/min的升温速率将模具加热至240℃，保温5min，缓慢升压至15MPa，保压5min；然后继续加压至35MPa，保压3min；卸压后在140℃下退火处理，再进行冷却脱模，第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃，第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3min，温度从150℃降低至30℃，脱模制得样品D。
实施例5
将含有质量百分比为20％的聚苯硫醚、80％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量5％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在130℃下干燥预热2h，模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以3℃/min的升温速率将模具加热至260℃，保温6min；缓慢升压至20MPa，保压6min；然后继续加压至40MPa，保压4min；卸压后在140℃退火处理。随后第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃，第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3min，温度从150℃降低至40℃，脱模制得样品E。
实施例6
将含有质量百分比为30％的聚苯硫醚、70％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量5％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在140℃下干燥预热3h，模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以以4℃/min的升温速率加热至280℃，保温7min；缓慢升压至25MPa，保压7min；然后继续加压至40MPa，保压5min；卸压后在150℃退火处理。随后第一段冷却以3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃；第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却4min，温度从150℃降低至40℃，脱模制得样F。
实施例7
将含有质量百分比为40％的聚苯硫醚、60％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量5％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在150℃下干燥预热3h，模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以以4℃/min的升温速率加热至290℃，保温8min；缓慢升压至30MPa，保压8min；然后继续加压至45MPa，保压5min；卸压后在150℃退火处理。随后第一段冷却以2℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃；第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却5min，温度从150℃降低至50℃，脱模制得样品G。
实施例8
将含有质量百分比为50％的聚苯硫醚、50％的聚丙烯、聚苯硫醚及聚丙烯总质量5％的改性二硫化钼共5g混合粉料，在150℃下干燥预热4h，模具预热至150℃。将干燥预热的复合材料加入涂覆了脱模剂的模具内，在成型机内经过预成型冷压后待用。在成型机内以以4℃/min左右的升温速率加热至300℃，保温10min；缓慢升压至30MPa，保压10min；随后继续加压至45MPa，保压5min；卸压后在160℃退火处理。随后第一段冷却以2℃/min的冷却速率从退火温度冷却至150℃；第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却5min，温度从150℃降低至40℃，脱模制得样品H。
以下为采用本发明方法制得样品的性能：
实施结果
  样品   表观质量(成型性能)   力学拉伸性能   耐磨性能
  A   +   +++   +
  B   ++   +++   ++
  C   +++   +++   +++
  D   +++   +++   +++
  E   +++   +++   ++
  F   +++   ++   +++
  G   ++   +   +++
  H   +   +   ++
良好：+++；好：++；一般：+。

Claims (10)

1、填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料，按重量百分比，其特征在于，聚苯硫醚10～50％、聚丙烯50～90％，改性二硫化钼为聚苯硫醚及聚丙烯总质量的3～10％。
2、填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，按权利要求1所述的比例配料，其特征在于：首先对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，再进行预成型冷压，然后再进行两次热压，再进行退火处理，最后进行冷却脱模，形成填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料。
3、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于在120～150℃温度下对含聚苯硫醚的混合粉料进行干燥预热，干燥预热时间为2～4小时。
4、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于预成型冷压是将干燥预热的混合粉料在1～5MPa压力下使其形成型坯。
5、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于两次热压过程的第一次热压，是将装有型坯的模具加热至成型温度，并缓慢升压至成型压力后进行保温；第二次热压是在第一次热压过程保温后继续升压至另一成型压力后进行保压。
6、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于模具卸压后，在140～160℃温度下进行退火。
7、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于冷却脱模采取两段冷却，第一段冷却时模具在成型机内进行，第二段冷却时使模具在循环水冷却器内进行，当模具温度至脱模温度时，即可将成型样品从模具内取出。
8、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于第一次热压过程的升温速率为3～5℃/min，成型温度为230～300℃，保温时间为5～10min，成型压力为15～30MPa；第二次热压过程的保压时间为3～5min，成型压力为35～45MPa。
9、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于冷却脱模的第一段冷却是以2～3℃/min的冷却速率从退火温度冷却至140～160℃；第二段冷却通过控制冷却水流量，冷却3～5min，温度从150℃左右降低至30～50℃左右。
10、根据权利要求2所述的填充型聚苯硫醚/聚丙烯复合材料的成型方法，其特征在于改性二硫化钼是以硅烷偶联剂与硬脂酸为复配改性剂经过表面改性制备的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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PB01 Publication
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