CN103172997A

CN103172997A - 一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料及其制备方法

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Publication number: CN103172997A
Application number: CN201110435098XA
Authority: CN
Inventors: 赵亚囡
Original assignee: Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明公开了一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，由包含以下重量份的组分制成：聚苯醚25-55份、聚苯乙烯15-42份、玻璃微珠15-30份、增韧剂5-15份、润滑剂0.2-0.7份、抗氧剂0.2-0.5份。本发明还公开了该低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法。本发明的PPO/PS合金材料相对于金属型材而言，成本较低，节约能源，实现了以塑代钢的目的，而且塑料合金有极好的耐腐蚀性，聚苯醚有很好的绝缘性，同时增韧剂改善了材料的缺口冲击强度。本发明的PPO/PS合金材料成型工艺简单，节约加工成本以及能量损耗。同时又因材料具有很好的强度和韧性，质量极轻，可广泛用于汽车、电子电器等行业。

Description

一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯（PPO/PS）共混合金材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步，科技的发展，人们的生活越来越便利，同时人们对环境的关注度也越来越高。聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，具有如下优点：(1)优良的物理、力学性能。密度小、无毒、较高的力学强度、耐蠕变性能好、成型收缩率低；(2)优良的耐热性能。玻璃化转变温度(T_g)在热塑性塑料中最高，约210℃，熔点约260℃，它可在160-190℃的范围内连续工作，高温下的耐蠕变性是热塑性工程塑料中较为优异的；(3)优良的电性能。PPO分子结构中无强极性基团，电性能稳定，可在广泛的温度及频率范围内保持良好的电性能。其介电常数和介电损耗角正切是工程塑料中最小的，几乎不受温度、湿度及频率的影响；(4)难燃，有自熄性。其氧指数为29%，阻燃性良好；(5)优良的耐酸碱性、耐应力松弛和耐疲劳性能以及良好的尺寸稳定性。其中高抗蠕变性能则是其最突出的特点，因此PPO特别适合制作承受长期载荷的工业用结构件。但PPO也有一些缺点，如耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低等。PPO耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产品易变色，颜色发黄，原因是紫外线能使芳香醚的链结合分裂；另外一个致命的缺点是流动性差，成型加工困难，因为PPO分子链刚性较大，熔体黏度高，这影响了PPO的推广应用。

聚苯醚在实际应用中大部分为聚苯醚合金形式，如聚苯醚/聚苯乙烯合金（PPO/PS）、聚苯醚/尼龙合金(PPO/PA)、聚苯醚/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金（PPO/PBT）等。中国专利CN101376741B公开了一种利用支化聚苯乙烯来改善聚苯醚的流动性的方法，通过加入星型与无规支化聚苯乙烯并通过共混改性制备支化聚苯乙烯/PPO合金，选用制得的不同类型星型聚苯乙烯，按照10-30%的不同的重量分数分别与PPO原粉在密炼机中于280-300℃共混制得不同的PPO/PS合金。该PPO/PS合金相对于线型聚苯乙烯/PPO合金，不仅提高了所得合金的玻璃化转变温度，更可以大幅度提高熔体的流动性。该方法虽然可以改善PPO/PS体系的流动性能，但是该合金的抗冲击性能并未得到改善，而且成本较高。

空心玻璃微珠是一种微小、中空的圆球状粉末，具有重量轻体积大、导热系数低、抗压强度高，分散性、流动性、稳定性好的优点。另外，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术存在的PPO缺口冲击强度低、价格较高等问题而提供一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料。

本发明的另一个目的是提供上述低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，由包含以下重量份的组分制成：

聚苯醚 25-55份，

聚苯乙烯 15-42份，

玻璃微珠 15-30份，

增韧剂 5-15份，

润滑剂 0.2-0.7份，

抗氧剂 0.2-0.5份。

优选的，所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。

优选的，所述玻璃微珠选自空心玻璃微珠，真密度为0.32-0.6 g/cm³。

优选的，所述增韧剂选自苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物SBS、（氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯）嵌段共聚物SEBS、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体SEBS-g-MAH中的一种或几种。

优选的，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌中的一种或几种。

优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010（四[

-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯）、抗氧剂1076（

-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯）、抗氧剂168（三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）中的一种或几种。

一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法，包括以下步骤：

称取聚苯醚25-55重量份、聚苯乙烯15-42重量份、玻璃微珠15-30重量份、增韧剂5-15重量份、润滑剂0.2-0.7重量份和抗氧剂0.2-0.5重量份，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品。

优选的，所述高混机转速为500-700rpm，混合温度为40-80℃，混合时间为3-10min。

优选的，所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出温度为250-290℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明的PPO/PS合金材料相对于金属型材而言，成本较低，节约能源，实现了以塑代钢的目的，而且塑料合金有极好的耐腐蚀性，聚苯醚有很好的绝缘性，同时增韧剂改善了材料的缺口冲击强度。其次，本发明的PPO/PS合金材料成型工艺简单，节约加工成本以及能量损耗。

本发明将玻璃微珠添加到PPO/PS塑料合金中，首先，玻璃微珠的加入可以改善PPO加工性能，且减轻产品重量，更大程度降低成本；其次，玻璃微珠的加入可消除产品内应力确保尺寸稳定性，提高产品抗压、抗冲击性；最后，玻璃微珠的加入可提高合金材料的耐火度、隔音隔热性、绝缘性等，同时又因材料具有很好的强度和韧性，质量极轻，可广泛用于汽车、电子电器等行业。

具体实施方式

下面结合各实施例详细描述本发明。

各实施例中所用聚苯醚为上海蓝星公司生产，聚苯乙烯为宁波台化的产品，玻璃微珠由中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司提供，增韧剂SEBS和SBS由美国科腾提供，SEBS-g-MAH由宁波能之光新材料科技有限公司提供，抗氧剂由汽巴公司提供，其余助剂为市售。

实施例1

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 42份，

高抗冲聚苯乙烯 28份，

空心玻璃微珠（密度为0.46g/cm³） 30份，

增韧剂SEBS 5份，

抗氧剂1010 0.2份，

抗氧剂168 0.1份，

硬脂酸钙 0.2份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为500rmp，混合温度为40℃，混合10min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在260-290℃。

实施例2

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 45份，

高抗冲聚苯乙烯 20份，

空心玻璃微珠（密度为0.6g/cm³） 25份，

增韧剂SBS 10份，

抗氧剂1010 0.1份，

抗氧剂168 0.1份，

硅酮 0.2份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为80℃，混合3min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在260-285℃。

实施例3

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 35份，

高抗冲聚苯乙烯 30份，

空心玻璃微珠（密度为0.46g/cm³） 25份，

增韧剂SEBS-g-MAH 10份，

抗氧剂1010 0.2份，

抗氧剂168 0.2份，

石蜡 0.2份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合6min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在250-280℃。

实施例4

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 40份，

高抗冲聚苯乙烯 32份，

空心玻璃微珠（密度为0.32g/cm³） 20份，

增韧剂SEBS 8份，

抗氧剂1010 0.3份，

抗氧剂168 0.2份，

硬脂酸钙 0.2份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为650rmp，混合温度为65℃，混合5min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在260-280℃。

实施例5

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 37份，

高抗冲聚苯乙烯 18份，

空心玻璃微珠（密度为0.6g/cm³） 30份，

增韧剂SBS 15份，

抗氧剂1010 0.2份，

抗氧剂168 0.1份，

聚乙烯蜡 0.3份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为550rmp，混合温度为50℃，混合6min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在260-280℃。

实施例6

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 55份，

高抗冲聚苯乙烯 15份，

空心玻璃微珠（密度为0.4g/cm³） 15份，

增韧剂SEBS-g-MAH 15份，

抗氧剂1010 0.1份，

抗氧剂168 0.1份，

硬脂酸锌 0.5份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为40℃，混合7min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在270-290℃。

实施例7

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 25份，

高抗冲聚苯乙烯 35份，

空心玻璃微珠（密度为0.46g/cm³） 30份，

增韧剂SEBS 10份，

抗氧剂1010 0.2份，

抗氧剂168 0.1份，

硬脂酸锌 0.7份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为660rmp，混合温度为70℃，混合8min；将混合均匀的物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在250-280℃。

实施例8

（1）按以下重量份称取各组分原料：

聚苯醚 38份，

高抗冲聚苯乙烯 42份，

空心玻璃微珠（密度为0.32g/cm³） 15份，

增韧剂SBS 5份，

抗氧剂1076 0.2份，

聚乙烯蜡 0.2份；

（2）将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为680rmp，混合温度为55℃，混合9min；将混合均匀的物料经单螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在250-285℃。

将实施例1-4制备得到的产品进行性能测试，具体的性能测试结果见表1。

表1

本发明将玻璃微珠添加到PPO/PS塑料合金中，首先，玻璃微珠的加入可以改善PPO加工性能，且减轻产品重量，更大程度降低成本；其次，玻璃微珠的加入可消除产品内应力确保尺寸稳定性，提高产品抗压、抗冲击性；最后，玻璃微珠的加入可提高合金材料的耐火度、隔音隔热性、绝缘性等，增韧剂改善了材料的缺口冲击强度，又因材料质量极轻，所以可广泛用于汽车、电子电器等行业。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims

1.一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：

聚苯醚 25-55份，

聚苯乙烯 15-42份，

玻璃微珠 15-30份，

增韧剂 5-15份，

润滑剂 0.2-0.7份，

抗氧剂 0.2-0.5份。

2.如权利要求1所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，所述聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。

3.如权利要求1所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，所述玻璃微珠选自空心玻璃微珠，真密度为0.32-0.6 g/cm³。

4.如权利要求1所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，所述增韧剂选自苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物SBS、（氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯）嵌段共聚物SEBS、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体SEBS-g-MAH中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸锌中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法，其特征在于，所述高混机转速为500-700rpm，混合温度为40-80℃，混合时间为3-10min。

9.如权利要求7所述的低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法，其特征在于，所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出温度为250-290℃。