CN103122137A - 聚苯醚复合材料、其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明适用于新材料领域，提供了一种聚苯醚复合材料组成、制备方法以及其应用领域。本发明聚苯醚复合材料专用于水处理行业中的阀芯外壳与底座。由于水处理行业的使用过程极其复杂，不但需要耐冷热水交替循环使用时的尺寸稳定，且需要抵抗刚性高分子材料本身的分子链蠕动产生的应力开裂。现阶段对于阀芯外壳与底座一体化的设计越来越普及，对材料的各方面性能要求也越来越苛刻，特别是聚苯醚加玻璃纤维复合材料而言，对于表面的光洁度、抗应力释放等有较高的要求。本发明聚苯醚复合材料应用于水处理行业中，具有良好的表面光洁度、抗应力性能，非常适于水处理中的阀芯壳体及其底座的使用。

Description

聚苯醚复合材料、其制备方法和应用

技术领域

本发明属于新材料领域，尤其涉及一种聚苯醚复合材料、其制备方法和应用。

背景技术

聚苯醚树脂具有很多优异的性能，比如机械性能、耐水解、耐酸碱腐蚀、耐热性能、尺寸稳定性等等，当然聚苯醚树脂合金材料也有其固有的缺点，比如说耐油性差，产品内应力大容易导致产品开裂等。其合金被广泛用于水处理、电子电器、汽车零部件等领域。近年来，聚苯醚合金材料越来越多的用于水处理领域，在水处理行业中的使用过程极其复杂，不但需要耐冷热水交替循环使用时的尺寸稳定，且需要抵抗高分子材料本身的分子链蠕动产生的应力开裂。现阶段对于阀芯外壳与底座一体化的设计越来越普及，对材料的各方面性能要求也越来越苛刻，特别是对于表面的光洁度、抗应力开裂等有较高的要求。目前普通的聚苯醚树脂难以达到这种要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供聚苯醚复合材料，解决现有技术中聚苯醚材料表面粗糙、抗应力开裂性不高的问题。

本发明是这样实现的，

一种聚苯醚复合材料，包括如下重量份数的组分：

以及，

上述聚苯醚复合材料制备方法，包括如下步骤：

按配方提供所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、玻璃纤维、接枝体、抗氧剂；

将所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、接枝体、抗氧剂混合、挤出处理，得到聚苯醚复合材料，在所述挤出处理步骤中加入玻璃纤维。

本发明进一步提供上述聚苯醚复合材料在阀芯外壳、基座中的应用。

本发明聚苯醚复合材料，通过配合使用聚苯醚、聚乙烯、弹性体、聚烯烃及硅酮母粒，同时在玻璃纤维的作用下，使聚苯醚复合材料的表面光洁度、抗应力开裂性能得到显著提升。将该聚苯醚复合材料用于阀芯外壳或底座，能够有效解决目前阀芯外壳或底座容易开裂的问题。本发明聚苯醚复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能稳定，非常适于工业化生产；所制备的聚苯醚复合材料用于阀芯外壳及其底座具有优异的表面光洁度和抗应力开裂性能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种聚苯醚复合材料，包括如下重量份数的组分：

具体地，该聚苯醚例如，2,6-二甲基苯酚和2,3,6

三甲基苯酚的共聚物，2,6-二甲基苯酚的聚合物，其特性粘度为0.2-0.6dl/g。该聚苯醚可以选用三菱工程塑料有限公司的产品。

该聚苯乙烯树脂是聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯中的一种或者两种的混合物。该聚苯乙烯可以选用奇美实业股份有限公司的产品。

该弹性体选自丁苯橡胶、氢化丁苯橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯共聚物弹性体、聚异戊二烯弹性体、1,2聚丁二烯弹性体中的一种或者几种的混合物。该弹性体可以选用中国石化集团资产经营管理有限公司巴陵石化分公司的产品。

该聚烯烃选自超高分子量聚乙烯、交联聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和聚丙烯类中的一种或者几种的混合物。该聚烯烃可以选用中国石化上海石油化工股份有限公司的产品。

该硅酮母粒是以低密度聚乙烯为载体的二甲基硅油、甲基苯基硅油、乙基羟基硅油、甲基苯基乙烯基硅橡胶、硅树脂。硅氧烷含量在60-80%。该硅酮母粒可以选用道康宁有机硅贸易(上海)有限公司的产品。

该玻璃纤维为聚苯醚合金材料专用无碱玻璃纤维。该玻璃纤维可以选用重庆国际复合材料有限公司的产品。

该接枝体为基材为聚苯醚接、聚苯乙烯、弹性体、或者聚烯烃中的一种或几种的混合物；接枝物为马来酸酐、柠檬酸中的一种或者两种的混合物。

该抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，该主抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4

羟基苯基）丙酸十八醇酯、2,2亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）中的一种或者几种的混合物；辅助抗氧剂为三（1,4-二叔丁基苯基）亚磷酸、双（2,4-二叔丁基苯基）季戊四醇二磷酸酯。该主抗氧剂和辅抗氧剂可以选用上海金海雅宝精细化工有限公司的产品。

本发明实施例聚苯醚复合材料，通过使用聚苯醚、聚乙烯、弹性体、聚烯烃及硅酮母粒，同时在玻璃纤维的作用下，使聚苯醚复合材料的抗应力性能、表面浮纤现象得到显著提升。将该聚苯醚复合材料用于阀芯外壳或底座，能够有效解决目前阀芯外壳或底座表面粗糙浮纤以及容易应力开裂的问题。

本发明实施例进一步提供上述聚苯醚复合材料制备方法，包括如下步骤：

步骤S01，提供原料：

按配方提供所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、玻璃纤维、接枝体、抗氧剂；

步骤S02，混合、挤出：

将所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、接枝体、抗氧剂混合，挤出处理，得到聚苯醚复合材料，在所述挤出处理步骤中加入玻璃纤维。

步骤S01中，该聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、玻璃纤维、接枝体、抗氧剂和前述的相同，在此不重复阐述。

步骤S02中，将该聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、接枝体、抗氧剂混合，然后挤出处理，在挤出步骤中，加入玻璃纤维。步骤S02中所使用的挤出设备例如，单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。步骤S02的混合过程具体为：

将该聚苯醚、接枝体从第一喂料口加入；

将该聚苯乙烯从第二喂料口加入；

将该弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、抗氧剂从第三喂料口加入；

通过混合步骤，将该聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、接枝体、抗氧剂加入至单螺杆或双螺杆挤出机中，然后将该玻璃纤维从侧喂料口加入，最后进行挤出处理，得到聚苯醚复合材料。

本发明聚苯醚复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能稳定，非常适于工业化生产；所制备的聚苯醚复合材料具有优异的表面光洁度和抗应力开裂性能。

本发明实施例进一步提供上述聚苯醚复合材料在阀芯外壳、基座中的应用。

以下结合具体实施例对上述聚苯醚复合材料制备方法，进行详细阐述。

实施例1

将20份聚苯醚树脂、28份的接枝体从第一失重式加料器口加入，29.85份聚苯乙烯从第二失重加料器口加入，1份的弹性体、10份聚烯烃、6份硅酮母粒、0.1份主抗氧剂和0.05份辅抗氧剂经过高混后从第三失重加料器口加入，5份玻璃纤维从侧向喂料口加入，然后经过双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条、冷却、切粒。粒料在鼓风机干燥烘箱120℃干燥2-4h，然后注塑成型制备测试样条和制品。

实施例2

将15份聚苯醚树脂、24份的接枝体从第一失重式加料器口加入，32.85份聚苯乙烯从第二失重加料器口加入，1份的弹性体、10份聚烯烃、6份硅酮母粒、0.1份主抗氧剂和0.05份辅抗氧剂经过高混后从第三失重加料器口加入，11份玻璃纤维从侧向喂料口加入，然后经过双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条、冷却、切粒。粒料在鼓风机干燥烘箱120℃干燥2-4h，然后注塑成型制备测试样条和制品。

实施例3

将13份聚苯醚树脂、22份的接枝体从第一失重式加料器口加入，33.85份聚苯乙烯从第二失重加料器口加入，1份的弹性体、10份聚烯烃、6份硅酮母粒、0.1份主抗氧剂和0.05份辅抗氧剂经过高混后从第三失重加料器口加入，5份玻璃纤维从侧向喂料口加入，然后经过双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条、冷却、切粒。粒料在鼓风机干燥烘箱120℃干燥2-4h，然后注塑成型制备测试样条和制品。

实施例4

将10份聚苯醚树脂、20份的接枝体从第一失重式加料器口加入，34.85份聚苯乙烯从第二失重加料器口加入，1份的弹性体、10份聚烯烃、6份硅酮母粒、0.1份主抗氧剂和0.05份辅抗氧剂经过高混后从第三失重加料器口加入，5份玻璃纤维从侧向喂料口加入，然后经过双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条、冷却、切粒。粒料在鼓风机干燥烘箱120℃干燥2-4h，然后注塑成型制备测试样条和制品。

对比例

将17份聚苯醚树脂、28份的接枝体从第一失重式加料器口加入，31.85份聚苯乙烯从第二失重加料器口加入，1份的弹性体、10份聚烯烃、6份硅酮母粒、0.1份主抗氧剂和0.05份辅抗氧剂经过高混后从第三失重加料器口加入，8份玻璃纤维从侧向喂料口加入，然后经过双螺杆挤出机塑化、熔融、挤出、拉条、冷却、切粒。粒料在鼓风机干燥烘箱120℃干燥2-4h，然后注塑成型制备测试样条和制品。

请参阅表1，表1为实施例1-4及对比例各组分的含量表。

表1

请参阅表2，表2为实施例1-4及对比例所制备的聚苯醚复合材料的性能测试结果，通过以下方法测试和评价实施例与对比例中组合物的性能。

(1)拉伸强度所述的拉伸强度按ASTM D-638测试。

（2）弯曲强度所述的弯曲强度按ASTM D-790测试。

（3）弯曲模量所述的弯曲模量按ASTM D-790测试

（4）Izod缺口冲击所述的Izod缺口冲击按ASTM D-256测试。

(5)热变形温度所述的热变形温度按ASTM D-648标准测试。

(6)冷热水交替试验所述的冷热水交替实验条件为先放进自来水箱体一周，然后用40牛米的力把阀芯及其底座锁进龙头里，热水80℃，冷水15℃，交替循环300次。试验结束后取出产品，观察阀芯外壳是否存在应力释放所产生的开裂现象。

表2

从表2可以看出，实施例1-4的聚苯醚复合材料具有优异的抗应力性能、表面光洁度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚苯醚复合材料，包括如下重量份数的组分：

2.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述聚苯醚树脂特性粘度为0.2-0.6dl/g。

3.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂是聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯中的一种或者两种的混合物。

4.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述弹性体选自丁苯橡胶、氢化丁苯橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、乙烯共聚物弹性体、聚异戊二烯弹性体或1,2聚丁二烯弹性体中的一种或者几种。

5.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述聚烯烃选自超高分子量聚乙烯、交联聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或聚丙烯中的一种或者几种。

6.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述硅酮母粒是以低密度聚乙烯为载体的二甲基硅油、甲基苯基硅油、乙基羟基硅油、甲基苯基乙烯基硅橡胶或硅树脂，硅氧烷含量在60-80%。

7.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

8.如权利要求1所述的聚苯醚复合材料，其特征在于，所述接枝体的基材为聚苯醚接、聚苯乙烯、弹性体或聚烯烃中的一种或几种，接枝物为马来酸酐、柠檬酸中的一种或者两种。

9.如权利要求1-8任一项所述的聚苯醚复合材料制备方法，包括如下步骤：

按配方提供所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、玻璃纤维、接枝体、抗氧剂；

将所述聚苯醚、聚苯乙烯、弹性体、聚烯烃、硅酮母粒、接枝体、抗氧剂混合，挤出处理，得到聚苯醚复合材料，在所述挤出处理步骤中加入玻璃纤维。

10.如权利要求1-8任一项所述的聚苯醚复合材料在阀芯外壳、底座中的应用。