CN103172849A - 改性聚亚芳醚树脂、制法及由其制得的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种改性聚亚芳醚树脂、制法及由其制得的复合材料，其中改性聚亚芳醚树脂由以下各组分按下列配比组成：聚亚芳醚树脂100～150份；改性剂20～40份；引发剂0.2～0.8份，改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料组成：改性聚亚芳醚树脂80～120份，苯乙烯类树脂130～150份，聚丙烯树脂 20～30份，金属磷化物70～80份，有机磷化物10～20份，抗氧剂1～1.5份，少量的色母，本发明与现有技术相比，提高了聚亚芳醚树脂与填料的相容性，从而使由其生产的复合材料，具有力学性能高、其它综合性能优异的特点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是一种改性聚亚芳醚树脂、制法及由其制得的复合材料。
背景技术
聚亚芳醚树脂具有如下结构： 
，由于聚亚芳醚树脂分子链上含有苯环单元，因此由聚亚芳醚树脂制成的产品具有良好的耐热及尺寸稳定性。但因为聚亚芳醚树脂结构单元呈非极性，在生产复合材料时，与其它填料的相容性差，导致了材料力学性能低。
为了能充分利用聚亚芳醚树脂的耐热性好及尺寸稳定性高的优点，而对聚亚芳醚树脂改性从而克服聚亚芳醚树脂与填料相容性差的缺点，是非常必要的。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种能够有效提高与填料的相容性，使由其生产的复合材料，具有力学性能高等特点改性聚亚芳醚树脂、制法及由其制得的复合材料。
本发明可以通过以下措施达到：
一种改性聚亚芳醚树脂，其特征在于由以下各组分按下列配比组成：聚亚芳醚树脂 100～150份；改性剂20～40份；引发剂 0.2～0.8份。
本发明中所述改性剂为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸中的任意一种。
本发明中所述的引发剂是过氧化二异丙苯。
本发明中所述的聚亚芳醚树脂是指聚2，6二甲基-1，4苯醚，其具有如下的结构： 
。
一种改性聚亚芳醚树脂的制备方法，其特征在于首先将聚亚芳醚树脂、改性剂及引发剂在混合装置中初步混合均匀；其次将上步初步混合均匀的混合物加热到50～60℃，以使各组分进一步混合均匀；最后将上步的混合均匀的混合物转移至双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在此过程中双螺杆温度设定在200～300℃。
一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料组成：改性聚亚芳醚树脂80～120份；苯乙烯类树脂 130～150份；聚丙烯树脂 20～30份；金属磷化物 70～80份；有机磷化物 10～20份； 抗氧剂 1～1.5份；少量的色母，其中所述改性的聚亚芳醚树脂由以下各组分按下列配比制成：聚亚芳醚树脂 100～150份；改性剂20～40份；引发剂0.2～0.8份。
本发明中所述的苯乙烯类树脂是指聚苯乙烯树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物中的任意一种。
本发明中所述的聚丙烯树脂是指普通级别的聚丙烯树脂。
本发明中所述的金属磷化物是指聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺尿酸盐中的任一种。
本发明中所述的有机磷化物是指双酚A四苯基二磷酸酯。
本发明中所述的抗氧剂是指β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，2，6二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。
本发明与现有技术相比，提出的一种改性的聚亚芳醚树脂提高了与填料的相容性，从而使由其生产的复合材料，具有力学性能高、其它综合性能优异的特点，其中本发明所提出的聚亚芳醚复合材料，具有如下优异的技术效果：抗张强度≥20MPa、断裂伸长率≥200%、老化后抗张强度≥21MPa、老化后断裂伸长率≥180%、 表面硬度92±2A、氧指数≥28%、阻燃性达到V-0级（UL-94-V-0 3mm）、表面电阻≥1×1016Ω。
具体实施方式：
本发明针对现有技术中聚亚芳醚树脂相容性低的缺点和不足，首先提出了一种改性聚亚芳醚树脂，其由以下各组分按下列配比组成：聚亚芳醚树脂 100～150份；改性剂20～40份；引发剂 0.2～0.8份，其中所述改性剂为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸中的任意一种，所述引发剂是过氧化二异丙苯，所述聚亚芳醚树脂是指聚2，6二甲基-1，4苯醚，其具有如下的结构： 
。
此外本发明还提出了上述改性聚亚芳醚树脂的制备方法：首先将聚亚芳醚树脂、改性剂及引发剂在混合装置中初步混合均匀；其次将上步初步混合均匀的混合物加热到50～60℃，以使各组分进一步混合均匀；最后将上步的混合均匀的混合物转移至双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在此过程中双螺杆温度设定在200～300℃。
本发明还进一步提出了利用上述改性聚亚芳醚树脂所生产的一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其由以下重量份数的原料组成：改性的聚亚芳醚树脂80～120份；苯乙烯类树脂 130～150份；聚丙烯树脂 20～30份；金属磷化物 70～80份；有机磷化物 10～20份； 抗氧剂 1～1.5份；少量的色母，其中所述改性聚亚芳醚树脂为本发明所提出的改性聚亚芳醚树脂；其中所述苯乙烯类树脂是指聚苯乙烯树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物中的任意一种；所述聚丙烯树脂是指普通级别的聚丙烯树脂；所述金属磷化物是指聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺尿酸盐中的任一种；所述有机磷化物是指双酚A四苯基二磷酸酯；所述抗氧剂是指β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，2，6二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种改性聚亚芳醚树脂，由以下重量份数的原料组成：
2，6二甲基-1，4苯醚102份， 马来酸酐22份，过氧化二异丙苯 0.3份。
实施步骤如下：首先把102份的2，6二甲基-1，4苯醚、22份的马来酸酐和0.3份的过氧化二异丙苯先初步混合；接着将初步混合均匀的混合物加热至50℃进一步混合，然后将上步混合好的材料，转移至双螺杆挤出机进行熔融造粒，螺杆挤出温度为200～300℃，即得到3～4mm的改性聚亚芳醚树脂。
一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其是由以下的重量份数原料组成：上述所得改性聚亚芳醚树脂 85份，聚苯乙烯 132份，聚丙烯树脂 23份， 聚磷酸铵 71份，双酚A四苯基二磷酸酯10.5份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯 1份，黑色母 2份。
具体实施方法如下：首先将85份的改性聚亚芳基醚树脂、71份的聚磷酸铵和10.5份的双酚A四苯基二磷酸酯先在高速混合机中混合3分钟，接着加入132份聚苯乙烯、23份聚丙烯树脂、和1 份的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯后继续在高速混合机中混合4分钟，最后加入2份的黑色母后，再混合1分钟，即将混合好的材料放出，转移至双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆充分塑炼后，拉条并过水冷却，切成3mm长的颗粒，即得到黑色的改性聚亚芳醚树脂复合材料。
实施例2
一种改性聚亚芳醚树脂是由以下重量份数的原料组成：2，6二甲基-1，4苯醚125份，顺丁烯二酸 28份，过氧化二异丙苯 0.5份。
实施步骤如下：首先把125份的2，6二甲基-1，4苯醚、28份的顺丁烯二酸和0.5份的过氧化二异丙苯先初步混合；接着将初步混合均匀的混合物加热至55℃进一步混合，然后将上步混合好的材料，转移至双螺杆挤出机进行熔融造粒，螺杆挤出温度为200～300℃，即得到3～4mm的改性的聚亚芳醚树脂。
一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其是由以下的原料组成：
上述所得改性聚亚芳醚树脂 101份，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 143份，聚丙烯树脂 26份，三聚氰胺焦磷酸盐 75份，双酚A四苯基二磷酸酯 13．2份， 2，6二叔丁基-4-甲基苯酚 1．2份，兰色母 3份。
具体实施方法如下：首先将101份的改性聚亚芳基醚树脂、75份的聚磷酸铵和13.2份的双酚A四苯基二磷酸酯先在高速混合机中混合4分钟，接着加入143份苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、26份聚丙烯树脂、和1.2份的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯后继续在高速混合机中混合5分钟，最后加入2份的兰色母后，再混合1分钟，即将混合好的材料放出，转移至双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆充分塑炼后，拉条并过水冷却，切成3mm长的颗粒，即得到兰色的改性聚亚芳醚树脂复合材料。
实施例3
一种改性聚亚芳醚树脂是由以下重量份数的原料组成：2，6二甲基-1，4苯醚 148份，富马酸 37份，过氧化二异丙苯0.8份。
实施步骤如下：首先把148份的2，6二甲基-1，4苯醚、37份的富马酸和0.8份的过氧化二异丙苯先初步混合；接着将初步混合均匀的混合物加热至60℃进一步混合，然后将上步混合好的材料，转移至双螺杆挤出机进行熔融造粒，螺杆挤出温度为200～300℃，即得到3～4mm的改性的聚亚芳醚树脂。
一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其是由以下的重量份数原料组成：改性的聚亚芳醚树脂 118份，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 149份 ，聚丙烯树脂 30份，三聚氰胺尿酸盐 79．2份，双酚A四苯基二磷酸酯 19．5份， 2，6二叔丁基-4-甲基苯酚 1．5份，红色母 3份。
具体实施方法如下： 首先将118份的改性聚亚芳基醚树脂、79.2份的三聚氰胺尿酸盐和19.5份的双酚A四苯基二磷酸酯先在高速混合机中混合3分钟，接着加入149份苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、30份聚丙烯树脂、和1.5 份的2，6二叔丁基-4-甲基苯酚后继续在高速混合机中混合4分钟，最后加入3份的红色母后，再混合1分钟，即将混合好的材料放出，转移至双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆充分塑炼后，拉条并过水冷却，切成3mm长的颗粒，即得到红色的改性聚亚芳醚树脂复合材料。
对比实施例
聚亚芳醚树脂复合材料由以下重量份数的原料组成：聚亚芳醚树脂 101份，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 143份，聚丙烯树脂 26份， 三聚氰胺尿酸盐 75份，双酚A四苯基二磷酸酯 13．2份，2，6二叔丁基-4-甲基苯酚 1．2份，蓝色母 4份。
具体实施方法如下：首先将101份的聚亚芳醚树脂、75份三聚氰胺尿酸盐和13.2份的双酚A四苯基二磷酸酯先在高速混合机中混合3分钟，接着加入143份的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、26份的聚丙烯和1.2份的2，6二叔丁基-4-甲基苯酚后继续在高速混合机中混合5分钟，最后加入4份的蓝色母后，再混合1分钟，即将混合好的材料放出，转移至双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆充分塑炼后，拉条并过水冷却，切成3mm长的颗粒，即得到蓝色的聚亚芳醚树脂复合材料。
由上述实施例得到的改性聚亚芳醚复合材料与对比实施例得到的聚亚芳醚树脂复合材料，经过测试具有如下优异的技术效果：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比实施例 |
| 抗张强度MPa | 20．6 | 21．4 | 22．7 | 17 |
| 断裂伸长率% | 220 | 250 | 270 | 150 |
| 老化后抗张强度MPa | 21．5 | 22．8 | 23．9 | 18 |
| 老化后的断裂伸长率% | 200 | 220 | 240 | 130 |
| 表面硬度 Shore A | 91．8 | 92．3 | 93．5 | 95 |
| 氧指数 % | 28 | 29 | 30 | 26 |
| 阻燃性（UL-94-V-0 3mm） | V-0 | V-0 | V-0 | V-1 |
| 表面电阻 Ω | 1×1016 | 1×1016 | 1×1016 | 1×1015 |
从上表可以看出，由本发明的改性聚亚芳醚树脂生产的复合材料具有优异的力学性能，充分说明了改性后的聚亚芳醚树脂具有与填料优异的相容性。
以上所述仅为本发明的示范实施例而已，并不能用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改性聚亚芳醚树脂，其特征在于由以下各组分按下列配比组成：聚亚芳醚树脂 100～150份；改性剂20～40份；引发剂 0.2～0.8份。
2. 根据权利要求1所述的一种改性聚亚芳醚树脂，其特征在于所述改性剂为马来酸酐、顺丁烯二酸、富马酸中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚亚芳醚树脂，其特征在于所述引发剂是过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚亚芳醚树脂，其特征在于所述聚亚芳醚树脂是指聚2，6二甲基-1，4苯醚，其具有如下的结构： 
。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的改性聚亚芳醚树脂的制备方法，其特征在于首先将聚亚芳醚树脂、改性剂及引发剂在混合装置中初步混合均匀；其次将上步初步混合均匀的混合物加热到50～60℃，以使各组分进一步混合均匀；最后将上步的混合均匀的混合物转移至双螺杆挤出机中进行熔融造粒，在此过程中双螺杆温度设定在200～300℃。
6.一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于由以下重量份数的原料组成：改性聚亚芳醚树脂80～120份，苯乙烯类树脂 130～150份，聚丙烯树脂 20～30份，金属磷化物 70～80份，有机磷化物 10～20份，抗氧剂 1～1.5份，少量的色母；其中所述改性聚亚芳醚树脂为如权利要求1-4中任意一项所述的改性聚亚芳醚树脂。
7.根据权利要求6所述的一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于所述苯乙烯类树脂是指聚苯乙烯树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯的共聚物中的任意一种。
8. 根据权利要求6所述的一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于所述的金属磷化物是指聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺尿酸盐中的任一种。
9.根据权利要求6所述的一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于所述的有机磷化物是指双酚A四苯基二磷酸酯。
10.根据权利要求6所述的一种改性聚亚芳醚树脂复合材料，其特征在于所述的抗氧剂是指β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，2，6二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。
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