CN104479332A

CN104479332A - 一种高耐温ppe与pei合金材料及其制备方法

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Publication number: CN104479332A
Application number: CN201410788283.0A
Authority: CN
Inventors: 徐东; 孙航
Original assignee: Polymer Science Anhui New Material Co Ltd
Current assignee: Polymer Science Anhui New Material Co Ltd
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明属于高分子材料领域，提供了一种高耐温PPE与PEI合金材料及其制备方法，该合金按重量份数由以下组分组成：PPE 100份、PEI 10-55份、增容剂5-15份、抗氧化剂0.5-3份、稳定剂1-5份，制备方法如下：按上述所述的重量份数称取各个组分，将称取的各个组分放在高速混合机中混合处理10～15min，将混好后的物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融挤出、造粒，得到PPE与PEI合金材料，该PPE与PEI合金材料具有耐高温、低内应力、高光泽等优点，符合食品级标准，可在饮水机加热器部件、咖啡壶部件等方面取代传统材料，能泛应用在家电及电子产品中。

Description

一种高耐温PPE与PEI合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种高耐温PPE与PEI合金材料及其制备方法。

背景技术

目前，传统的PPE和HIPS合金材料的整体性能、光泽度和耐温效果等不够理想，不能完全满足饮水机，咖啡壶等耐热部件的要求，因此，需要提供一种耐温高、内应力小、光泽度高，且符合食品级标准，能够在饮水机加热器部件、咖啡壶部件上可以取代传统材料的新型材料。

PPE(聚苯醚)是一种耐高温的热塑性树脂，其虽然具有高耐温特性，但此款材料的加工性极差，需要引入其他材料来提高材料的流动性及可加工性能，而PEI(聚醚酰亚胺)是一种机械性能、电绝缘性能、耐高低温及耐磨性能优越的特种工程塑料，其具有优越的可加工性能，但存在缺口敏感的缺陷，其在电子电器领域的应用并没有其缺陷而降低，相反应用在逐年拓展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高耐温PPE与PEI合金材料及其制备方法，旨在解决传统的PPE和HIPS合金材料的综合性能差、光泽度和耐温性能差等缺点。

本发明是这样实现的，一方面，提供了一种高耐温、环保、高光泽的高耐温PPE与PEI合金材料，包括如下重量百分比的组分：

具体地，所述PPE玻璃化转变温度为210℃，熔融温度在268℃。

具体地，所述PEI玻璃化转变温度为215℃，相对密度为1.28-1.42g/cm3。

具体地，所述增容剂为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐。

具体地，所述抗氧化剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)按重量比例1:1～2.5复配得到；或

所述抗氧化剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈或三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。

具体地，所述稳定剂为纳米氧化锌。

另一方面，提供了一种高耐温PPE与PEI合金材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)称取配方组分

按照上述高耐温PPE与PEI合金材料配方分别称取PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂和稳定剂；

(2)制备混合物

将步骤(1)中称取的所述PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂和稳定剂放置在高速混合机中混合处理10～15min，得到混合物；

(3)熔融挤出

将步骤(2)中得到的混合物投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融挤出、造粒，得到高耐温PPE与PEI合金材料，工艺条件为：一区温度为270-310℃，二区温度为285-325℃，三区温度为280-320℃，四区温度为275-315℃，五区270-310℃，停留时间为1-3min，压力为10-20MPa。

本发明的有益效果是：本发明高耐温PPE与PEI合金材料以PPE和PEI为主料，在保证金材料的光泽度的同时，根据其特性及设计所需要的性能，进行助剂添加改性，相容剂提高PPE粉体加工性能、PPE和PEI相容性及提高材料缺口冲击性能，抗氧化剂的功能是减少复合材料在加工过程中的氧化及黄变速度，稳定剂的作用是保证材料在高温情况下，热降解的减少，因此，本发明制备的高耐温PPE与PEI合金材料耐温高、内应力低、光泽度高，且符合食品级标准，在饮水机加热器部件，咖啡壶部件可以取代传统材料，可泛应用在家电及电子产品中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的高耐温PPE与PEI合金材料的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供一种高耐温PPE与PEI合金材料，包括如下重量百分比的组分：

具体地，上述PPE玻璃化转变温度为210℃，熔融温度在268℃，作为优选实施例，所述PPE可购置于蓝星化工的PPE粉。

上述PEI玻璃化转变温度为215℃，相对密度为1.28-1.42g/cm3，作为优选实施例，所述PEI可购置于市售沙比特PEI 1000，在具体实施例中，该PEI的重量分数可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份等具体组分。

为了提高PPE粉体加工性能、PPE和PEI相容性能及提高材料缺口冲击性能，本发明实施例在高耐温PPE与PEI合金材料中添加了增容剂，作为优选实施例，所述增容剂为自制的高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐，简称HIPS-g-MAH，在具体实施例中，该增容剂的重量分数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等具体组分。

在高耐温PPE与PEI合金材料中添加抗氧化剂，是为了防止所述高耐温PPE与PEI合金材料在加工过程中的氧化及黄变速度，从而提高PPE与PEI合金材料在制备和使用过程中的抗氧化性能，延长其使用寿命，作为优选实施例，所述抗氧化剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)按重量比例1:1～2.5复配得到；或所述抗氧化剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯腈或三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，本发明实施例中所述抗氧化剂可购置于市售型号PW-9225、1010、168或1076，在具体实施例中，该抗氧化剂的重量分数可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、2份、3份等具体组分。

为了保证高耐温PPE与PEI合金材料在高温情况下，热降解的减少，本发明实施例在高耐温PPE与PEI合金材料中添加了稳定剂，作为优选实施例，所述稳定剂为纳米氧化锌，在具体实施例中，该稳定剂的重量分数可以是1份、2份、3份、4份、5份等具体组分。

相应地，本发明实施例提供一种高耐温PPE与PEI合金材料的制备方法，该制备方法流程示意图如图1所示，该制备方法包括如下步骤：

S01，称取配方组分

按照上述的高耐温PPE与PEI合金材料配方分别称取所述PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂和稳定剂；

S02，制备混合物

将步骤S01中称取的所述PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂和稳定剂放在高速混合机中混合处理10～15min，得到混合物；

S03，熔融挤出

将步骤S02中得到的混合物投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融挤出、造粒，得到高耐温PPE与PEI合金材料，工艺条件为：一区温度为270-310℃，二区温度为285-325℃，三区温度为280-320℃，四区温度为275-315℃，五区270-310℃，停留时间为1-3min，压力为10-20MPa。

具体地，上述步骤S01中高耐温PPE与PEI合金材料的配方以及配方中的各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

上述高耐温PPE与PEI合金材料的制备方法只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品，在熔融挤出过程中只需控制熔融挤出的温度和时间即可，因此，其制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。

下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。

实施例1

该实施例的高耐温PPE与PEI合金材料，按重量份数，由以下组分组成：PPE 100份、PEI 10份、增容剂5份、抗氧化剂0.5份、稳定剂1份。

其制备方法如下：

(1)按上述的重量份数称取各个组分；

(2)将步骤(1)中称取的所述PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂、稳定剂放置在高速混合机中混合处理10～15min，得到混合物；

(3)将步骤(2)中得到的混合物投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融挤出、造粒，得到高耐温PPE与PEI合金材料，工艺条件为：一区温度为270-310℃，二区温度为285-325℃，三区温度为280-320℃，四区温度为275-315℃，五区270-310℃，停留时间为1-3min，压力为10-20MPa。

实施例2

该实施例的高耐温PPE与PEI合金材料，按重量份数，由以下组分组成：PPE 100份、PEI 25份、增容剂8份、抗氧化剂1.5份、稳定剂2份。

其制备方法如下：

(1)按上述的重量份数称取各个组分；

实施例3

该实施例的高耐温PPE与PEI合金材料，按重量份数，由以下组分组成：PPE 100份、PEI 35份、增容剂12份、抗氧化剂2份、稳定剂3.5份。

其制备方法如下：

(1)按上述的重量份数称取各个组分；

(3)将(2)中得到的混合物投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融挤出、造粒，得到高耐温PPE与PEI合金材料，工艺条件为：一区温度为270-310℃，二区温度为285-325℃，三区温度为280-320℃，四区温度为275-315℃，五区270-310℃，停留时间为1-3min，压力为10-20MPa。

实施例4

该实施例的高耐温PPE与PEI合金材料，按重量份数，由以下组分组成：PPE 100份、PEI 55份、增容剂15份、抗氧化剂3份、稳定剂5份。

其制备方法如下：

(1)按上述的重量份数称取各个组分；

对比例1

该对比例的普通PPE合金材料，按重量份数，有以下组分组成：

PPE 100份、HIPS 35份、抗氧化剂3份、稳定剂2份。制备方法与实施例1相同。

性能测试及评价：

将实施例1-4和对比例1制备的粒子材料事先在120-140℃的鼓风烘箱中干燥4-6小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，注射成型模温控制在100℃。实施例1-4和对比例1制备的合金材料性能测试数据如下表1所示。

拉伸强度按ISO 527标准进行检验：

试样类型为I型，样条尺寸(mm)：150(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；

弯曲强度和弯曲模量按ISO 178标准进行检验：

试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；

缺口冲击强度按ISO 180标准进行检验：

试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口深为厚的1/3；

热变形温度按ISO 75-2标准进行检验：

试样类型为I型，试样尺寸(mm)：127(长)×(13±0.1)×(6.35±0.1)；升温速率为120℃/1h，压力为1.82MPa，设定形变量为0.21mm。

表1

通过上述表1中可以看出，实施例1-4制备的高耐温PPE与PEI合金材料在整体性能及耐温方面均比对比例1在的传统PPE和HIPS合金高，本发明的高耐温PPE与PEI合金材料的耐温高达200℃，光泽度好，符合食品级标准，其高耐温完全可以满足饮水机，咖啡壶等耐热部件的要求，能广泛应用在家电及电子电器中。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高耐温PPE与PEI合金材料，包括如下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的高耐温PPE与PEI合金材料，其特征在于，所述PPE玻璃化转变温度为210℃，熔融温度在268℃。

3.根据权利要求1所述的高耐温PPE与PEI合金材料，其特征在于，所述PEI玻璃化转变温度为215℃，相对密度为1.28-1.42g/cm3。

4.根据权利要求1所述的高耐温PPE与PEI合金材料，其特征在于，所述增容剂为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐。

5.根据权利要求1所述的高耐温PPE与PEI合金材料，其特征在于，所述抗氧化剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)按照重量比例1:1～2.5复配得到；或

6.根据权利要求1所述的高耐温PPE与PEI合金材料，其特征在于，所述稳定剂为纳米氧化锌。

7.根据权利要求1-6任一项所述的高耐温PPE与PEI合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取配方组分

按照所述权利要求1中的高耐温PPE与PEI合金材料配方分别称取PPE、PEI、增容剂、抗氧化剂和稳定剂；

(2)制备混合物

(3)熔融挤出