CN104277403A

CN104277403A - 一种高强度聚苯醚/聚丙烯共混合金材料及其制备方法

Info

Publication number: CN104277403A
Application number: CN201310274585.1A
Authority: CN
Inventors: 杨桂生; 赵亚囡
Original assignee: Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Genius Advanced Materials Group Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-14

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚苯醚/聚丙烯共混合金材料及其制备方法。该共混合金材料由包含以下重量份的组分制成：15～60份聚苯醚、20～55份聚丙烯、5～10份相容剂、5～35份玻纤、0.3～1.0份偶联剂、0.2～0.6份抗氧剂、0.2～0.7份润滑剂。本发明同现有技术相比，加入PP提高了PPO的耐溶剂和耐冲击性，改善PPO的表面光泽，并降低材料密度，且更大程度降低成本；先将PPO和马来酸酐进行预处理，之后再和PP进行共混，同时加入相容剂进一步增强二者相容性，这样极大的改善了PPO和PP的相容性；用玻璃纤维来增加PPO/PP合金的强度，偶联剂用于改善玻纤和树脂基体之间的相容性。

Description

一种高强度聚苯醚/聚丙烯共混合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚苯醚/聚丙烯（PPO/PP）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，具有密度小、无毒、耐蠕变性能好、成型收缩率低，玻璃化转变温度(T_g)高，电性能好等优点。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所致；另外一个致命的缺点是流动性差，成型加工困难，由于PPO分子链刚性较大，熔体黏度高，这影响了PPO的推广应用。

PP树脂无毒、密度低、价廉，流动性和成形性很好，聚丙烯树脂由于结晶度较高，因为具有很好的耐化学品性，且这种材料的耐应力开裂特性很好。

PPO与PP共混，可以提高PPO的耐溶剂和耐冲击性，降低材料密度，改善PPO的表面光泽和加工成型性，经预处理的聚苯醚和聚丙烯共混，大大增加了两者的相容性，加入玻纤对合金进行增强改性，偶联剂改善了玻纤和树脂之间的相容性，使玻纤发挥到最大的增强效果。该发明的高强度PPO/PP合金可作为工程塑料广泛应用于汽车工业等领域。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术中PPO存在的耐溶剂性差、价格较高、PP强度低、PPO/PP相容性差等缺陷而提供一种高强度聚苯醚/聚丙烯共混合金材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，由包含以下重量份的组分制成：

所述的聚苯醚为马来酸酐预处理聚苯醚，预处理方法为：将聚苯醚与马来酸酐按照质量比100:1～100:5的比例进行预混合通过螺杆挤出机挤出，得到处理好的聚苯醚粒料；其中挤出温度为270～290℃。所述的聚丙烯为等规聚丙烯。

所述的相容剂选自聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA）、聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）或苯乙烯接枝马来酸酐无规共聚物（SMA）中的一种或一种以上。

所述的玻纤为通用级长玻璃纤维。

所述的偶联剂选自硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（KH-560）中的一种或一种以上。

所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）或三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（抗氧剂168）中的一种或一种以上。

所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸锌中的一种或一种以上。

一种上述聚苯醚/聚丙烯共混合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）称取15～60份的预处理的聚苯醚、20～55份的聚丙烯、5～10份的相容剂、5～35份的玻纤、0.3～1.0份的偶联剂、0.2～0.6份的抗氧剂、0.2～0.7份的润滑剂，经高混机高速混匀；

（2）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。

所述的步骤（1）中，高混机转速为800～1000rpm，混合温度为30～60℃，混合时间为3～10min。

所述的步骤（2）中，螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，温度为230～280℃。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

首先，PP的加入提高了PPO的耐溶剂和耐冲击性，改善PPO的表面光泽，并降低材料密度，且更大程度降低成本。其次，本专利事先将PPO和马来酸酐进行预处理，之后再和PP进行共混，同时加入相容剂进一步增强二者相容性，这样极大的改善了PPO和PP的相容性。最后，用玻璃纤维来增加PPO/PP合金的强度，偶联剂用于改善玻纤和树脂基体之间的相容性，本专利发明的高强度PPO/PP合金材料可作为工程塑料在很多场合代替金属使用，相对于金属材料而言，成本较低，节约能源，实现了以塑代钢的目的。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:1），挤出温度为270～280℃。

将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为60℃，混合10min；

（2）将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-280℃，拉条切粒即可得到产品。

实施例2

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:1.5），挤出温度为280～290℃。

将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为800-1000rmp，混合温度为30℃，混合3min;

（2）将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在230-260℃，挤出机拉条切粒即可得到产品。

实施例3

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:5），挤出温度为270～290℃。

将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为40℃，混合6min；

（2）将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在240-270℃，拉条切粒即可得到产品。

实施例4

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:3），挤出温度为270～280℃。

将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为50℃，混合5min；

（2）将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是控制温度在250-270℃，拉条切粒即可得到产品。

实施例5

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:1），挤出温度为270～290℃。

将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为800-1000rmp，混合温度为30℃，混合6min；

（2）将混合物料经双螺杆挤出机，各区的温度都是在控制温度在230-250℃，拉条切粒即可得到产品。

实施例6

（1）按下列重量份称取各组分原料：

其中，聚苯醚为经马来酸酐预处理过的聚苯醚（聚苯醚与马来酸酐的质量比为100:2），挤出温度为270～290℃。

将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为40℃，混合5min；

（2）将混合物料经单螺杆挤出机，各区的温度都是在控制温度在240-270℃，拉条切粒即可得到产品。

产品的性能测试如表1。

表1

本发明产品，因为事先将聚苯醚和马来酸酐进行了预处理，聚苯醚上接枝的马来酸酐基团可以很好的改善聚苯醚和聚丙烯之间的相容性，赋予材料更好的性能。同时添加玻璃纤维对材料进行增强改性，偶联剂用于改善玻纤和树脂基体之间的相容性，本专利发明的高强度PPO/PP合金材料可作为工程塑料在很多场合代替金属使用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：

2.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的聚苯醚为马来酸酐预处理聚苯醚，预处理方法为：将聚苯醚与马来酸酐按照质量比100:1～100:5的比例进行预混合通过螺杆挤出机挤出，得到处理好的聚苯醚粒料；其中挤出温度为270～290℃。

3.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的聚丙烯为等规聚丙烯。

4.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的相容剂选自聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚丙烯接枝马来酸酐或苯乙烯接枝马来酸酐无规共聚物中的一种或一种以上的物质。

5.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的玻纤为通用级长玻璃纤维。

6.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的偶联剂选自硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料，其特征在于：所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸锌中的一种或一种以上。

9.一种权利要求1-8中任一所述的聚苯醚/聚丙烯共混合金材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（2）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得到聚苯醚/聚丙烯共混合金材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，高混机转速为800～1000rpm，混合温度为30～60℃，混合时间为3～10min；

或所述的步骤（2）中，螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，温度为230～280℃。