CN103788654A - 一种增强型耐高温抗静电pps/ppo合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金材料及其制备方法，该PPS/PPO合金材料，按重量百分比含量，由以下组分组成：PPS树脂10-50%，PPO树脂10-30%，导电助剂8-15%，碳纤维5-15%，玻璃纤维15-25%，相容剂3-6%，增韧剂5-10%，润滑剂0.2-0.5%，抗氧剂0.2-0.8%，偶联剂0.2-0.6%，按重量配比称取原料及助剂放入高混机中混合2-5分钟，出料，然后用双螺杆挤出机挤出造粒。本发明制备的PPS/PPO合金材料具有永久性抗静电效果、良好的综合力学性能、较高的耐热性、耐腐蚀性及优良的加工性能等优点。该PPS/PPO合金材料可广泛的用于制作耐高温制件及有抗静电要求的电子电器元件，可安全的应用于各类电子、电气设备部件，汽车设备部件及化工设备部件中。

Description

一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金材料及其制备方法。
背景技术
PPS具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点；具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。此外，它还具有成型收缩率小(约0.08％)，吸水率低(约0.02％)，防火性好、耐震动疲乏性好等优点。PPO具有刚性大、耐热性高、耐水性好、难燃、强度较高电性能优良等优点，还具有耐磨、无毒、耐污染等优点，其的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上，脆化温度为-170℃。PPS/PPO合金同时兼具了PPS、PPO的特性，该材料已得到广泛的应用。但是PPS/PPO合金与大多数高分子材料一样都具有良好的电绝缘性，其表面电阻率一般在1013-1015Ω.m，导电性远小于金属材料。当与其他物质接触或摩擦以后易聚集静电荷。静电积累所带来的负作用严重影响了生产、生活、工作，有时甚至会引起火灾和爆炸。在纺织、煤矿开采及电子电器行业的一些特定工作环境中，要求PPS/PPO合金制品在具有较高的力学性能、耐磨性、阻燃性等性能的同时还要具有抗静电功能，即表面电阻要到达109-1011Ω.m，甚至要到达107-108Ω.m，而且要求永久抗静电，以满足特定的使用要求。
发明内容
本发明提供了一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金及其制备方法，其制备的PPS/PPO材料的耐热性能及导电性能都比较好，且物理机械性能优异。
本发明的技术方案是：
一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，按重量百分比含量，由以下组分组成：
Figure BDA0000449547780000021
所述的导电助剂为超导电炉法炭黑（选用赢创德固赛的PRINTEX XE2-B导电炭黑）。由于加入填充后树脂的力学性能会受到很大影响，而超导电炉法炭黑具有低电阻、粒径较小、比表面积大且表面洁净等优点，可以使树脂具备抗静电效果前提下力学性能受到的影响最小
所述的碳纤维为沥青基碳纤维，碳含量≥95wt/%。由于通过加入碳纤维树脂材料的力学性能不仅可以得到较大提供，还可以使得材料具备抗静电效果，和导电炭黑复配使用可以使得材料的成本大大降低。
所述的玻璃纤维为无碱长玻璃纤维。由于短玻纤对材料的增强效果不如长玻纤，为得到更良好的力学性能，优选长玻纤。
所述的相容剂为环氧树脂及其改性物、烯烃类共聚物、苯乙烯类共聚物和马来酸酐接枝物中的一种。
所述的增韧剂为硅油或氟油充油的SEB、SEB-g-MAH、SEBS或SEBS-g-MAH、有机硅改性树脂、有机氟改性树脂、含硅弹性体、含氟弹性体，以及氨基、环氧基、异氰酸基、酸酐基、酯基、羧基、烯烃基和芳香族烯烃基改性或共聚的橡胶弹性体、含硅弹性体、含氟弹性体中的一种或几种。
所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚硅氧烷、硅酮粉、硅酮母粒中的一种或几种。
所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
所述抗氧剂为三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三（2，4-二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种，或由四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯）按重量比1：1混合而成。
一种如上述所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金的制备方法，包括步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量百分比含量称取各个组分，其中玻璃纤维及碳纤维有双螺杆挤出机第四段筒体加入；
步骤二、将称取的各个组分倒入搅拌桶中搅拌5-10min，搅拌转速为300-450r/min；
步骤三、将混合后的混合物料投入双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180-200℃、二区温度280-320℃、三区温度280-320℃、四区温度280-320℃、五区温度280-320℃、六区温度240-260℃、七区温度240-260℃、八区温度240-260℃；螺杆转速250-550r/min。
本发明制备的PPS/PPO材料，将导电助剂和碳纤维两种导电物质相互配合协调作用，以更少的填充量实现高性能的抗静电性，且使制备的PPS/PPO材料具备优异的物理机械性能。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
按照表一中的各实施例的原料配方方案按重量份数进行称量，将除碳纤维和玻璃纤维外的树脂和助剂按比例依次加入高速混合机中，混合均匀，备用；将混匀之后的物料在双螺杆挤出机中进行挤出造粒，其中碳纤维和玻璃纤维通过挤出机第四段筒体加入；将出造粒之后的粒子进行重新干燥之用注塑机制成标准测试样条测试。
性能测试及评价：
将上述实施例1-2及对比例1-4制备的粒子物料先在鼓风烘箱中120-140℃的条件下干燥2小时，然后将干燥好的粒子物料用注射成型机制成标准测试样条测试。
其中，拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：（176±2）（长）×（12.6±0.2）（端部宽度）×(3.05±0.2)（厚度），拉伸速度为50mm/min。
缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（63±2）×（12.45±0.2）×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm。
表面电阻率和体积电阻率按IEC60093标准测试。
实施例1-2及对比例1-4料性能测试数据如下表1：
Figure BDA0000449547780000061
表1
以上对本发明所提供的PPS/PPO材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金材料，其特征在于，按重量百分比含量，由以下组分组成：
Figure FDA0000449547770000011
2.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述PPS树脂为注塑级，PPO树脂在25℃氯仿中特性粘度0.2-0.6dL/g。
3.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的导电助剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、导电金属粉中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的碳纤维为沥青基碳纤维，碳含量≥95wt/%。
5.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱长玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的相容剂为环氧树脂及其改性物、烯烃类共聚物、苯乙烯类共聚物和马来酸酐接枝物中的一种。
7.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的增韧剂为硅油或氟油充油的SEB、SEB-g-MAH、SEBS或SEBS-g-MAH、有机硅改性树脂、有机氟改性树脂、含硅弹性体、含氟弹性体，以及氨基、环氧基、异氰酸基、酸酐基、酯基、羧基、烯烃基和芳香族烯烃基改性或共聚的橡胶弹性体、含硅弹性体、含氟弹性体中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚硅氧烷、硅酮粉、硅酮母粒中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
10.根据权利要求1所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金，其特征在于：所述抗氧剂为三甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙烯腈、三（2，4-二叔丁基酚）亚磷酸酯中的一种，或由四[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯酯）按重量比1：1混合而成。
11.一种如权利要求1-11任一权利要求所述的增强型耐高温抗静电PPS/PPO合金的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量百分比含量称取各个组分，其中玻璃纤维及碳纤维有双螺杆挤出机第四段筒体加入；
步骤二、将称取的各个组分倒入搅拌桶中搅拌5-10min，搅拌转速为300-450r/min；
步骤三、将混合后的混合物料投入双螺杆挤出机中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度180-200℃、二区温度280-320℃、三区温度280-320℃、四区温度280-320℃、五区温度280-320℃、六区温度240-260℃、七区温度240-260℃、八区温度240-260℃；螺杆转速250-550r/min。
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