CN104910624A - 一种聚砜复合材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚砜复合材料，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉50～70wt%、玻璃纤维15～25wt%、蒙脱土10～20wt%、增韧剂4～8wt%、偶联剂1～2wt%、抗紫外线剂0.5～1wt%，本发明同时公开了一种聚砜复合材料的制备工艺。本发明所得一种聚砜复合材料强度高，耐候性优良，易于加工成形，适于制作对强度要求较高的产品。

Description

一种聚砜复合材料及其制备工艺
技术领域
 本发明涉及复合材料的制备领域，具体涉及一种聚砜复合材料及其制备工艺。
背景技术
聚砜（PSF）具有优良的耐热性、电绝缘性、耐氧化性、耐辐射性以及突出的抗蠕变性能，而且力学性能优异、耐磨、耐化学腐蚀，其使用温度范围为-100～150℃，长期使用温度为160℃，短期使用温度可达190℃。即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点。自开发以来，在精密机械加工、汽车制造、电子电气以及航空航天、军事设备中得到广泛应用。但是，其耐候性及耐疲劳强度较差，耐冲击强度不高，而且不易加工成型，在一定程度上限制了其应用。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供了一种耐候性好、耐冲击强度高而且易于加工的聚砜复合材料以及其制备工艺。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种聚砜复合材料，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉50～70wt%、玻璃纤维15～25wt%、蒙脱土10～20wt%、增韧剂4～8wt%、偶联剂1～2wt%、抗紫外线剂0.5～1wt%。
所述增韧剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶或无机纳米粒子增韧环氧树脂，所述无机纳米粒子增韧环氧树脂可以是纳米CaCO3增韧环氧树脂或其他公知技术的无机纳米粒子增韧环氧树脂。
所述偶联剂为铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
所述抗紫外线剂为水杨酸苯酯、UV-P或UV-O。
所述聚砜树脂粉可以经粉碎获得，或者将聚砜树脂溶于DMF后用去离子水沉淀、过滤干燥获得。
所述一种聚砜复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为15～25%的溶液，控制溶液温度75～85℃加入蒙脱土保温搅拌7～10h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度6～8%的NaOH溶液中，在常温下浸泡5～8h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合10～20min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
所述蒙脱土（MMT）是一类典型的层状硅酸盐类非金属纳米矿物质，具有良好的分散性、吸水性、膨胀性和价格低廉等特点，而且还具有良好的热稳定性、无机物刚性和尺寸稳定性等。用浓硫酸和柠檬酸对所述蒙脱土进行改性，使蒙脱土片层结构的吸水性变成亲油性，从而与聚砜树脂很好地相容，使蒙脱土与聚砜树脂相互良好结合，有效提高了复合材料的稳定性。
所述玻璃纤维经预处理后可以更好的融入聚砜复合材料体系中，提高复合材料的耐冲击强度；抗紫外线剂可有效抵抗紫外线对聚砜树脂的侵蚀，提高聚砜复合材料的耐候性。
本发明的一种聚砜复合材料强度高，耐候性优良，易于加工成形，适于制作对强度要求较高的产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种聚砜复合材料，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉60wt%、玻璃纤维18wt%、蒙脱土14wt%、增韧剂6wt%、偶联剂1.5wt%、抗紫外线剂0.5wt%。
本实施例中，所述增韧剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，所述抗紫外线剂为水杨酸苯酯。
所述一种聚砜复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为20%的溶液，控制溶液温度75～85℃之间加入蒙脱土保温搅拌8h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度7%的NaOH溶液中，在常温下浸泡6h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合15min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
实施例2：一种聚砜复合材料，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉65wt%、玻璃纤维15wt%、蒙脱土12wt%、增韧剂5wt%、偶联剂2wt%、抗紫外线剂1wt%。
本实施例中，所述增韧剂为无机纳米粒子增韧环氧树脂，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂，所述抗紫外线剂为UV-P。
所述一种聚砜复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为15%的溶液，控制溶液温度75～85℃之间加入蒙脱土保温搅拌7h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度8%的NaOH溶液中，在常温下浸泡5h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合20min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
实施例3：一种聚砜复合材料，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉50wt%、玻璃纤维25wt%、蒙脱土19.5wt%、增韧剂4wt%、偶联剂1wt%、抗紫外线剂0.5wt%。
本实施例中，所述增韧剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗紫外线剂为UV-O。
所述一种聚砜复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为18%的溶液，控制溶液温度75～85℃之间加入蒙脱土保温搅拌9h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度8%的NaOH溶液中，在常温下浸泡7h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合12min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
实施例4：一种聚砜复合材料，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉57wt%、玻璃纤维22wt%、蒙脱土12wt%、增韧剂7wt%、偶联剂1.5wt%、抗紫外线剂0.5wt%。
本实施例中，所述增韧剂为无机纳米粒子增韧环氧树脂，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗紫外线剂为水杨酸苯酯。
所述一种聚砜复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为16%的溶液，控制溶液温度75～85℃之间加入蒙脱土保温搅拌8h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度6%的NaOH溶液中，在常温下浸泡6h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合17min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
本发明制得的一种聚砜复合材料强度高，耐候性优良，易于加工成形，适于制作对强度要求较高的产品。

Claims (6)

1.一种聚砜复合材料，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉50～70wt%、玻璃纤维15～25wt%、蒙脱土10～20wt%、增韧剂4～8wt%、偶联剂1～2wt%、抗紫外线剂0.5～1wt%。
2.根据权利要求1所述的一种聚砜复合材料，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：聚砜树脂粉60wt%、玻璃纤维18wt%、蒙脱土14wt%、增韧剂6wt%、偶联剂1.5wt%、抗紫外线剂0.5wt%。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚砜复合材料，其特征在于，所述增韧剂为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶或无机纳米粒子增韧环氧树脂。
4.根据权利要求1或2所述的一种聚砜复合材料，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种聚砜复合材料，其特征在于，所述抗紫外线剂为水杨酸苯酯、UV-P或UV-O。
6.权利要求1或2任一所述的一种聚砜复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）蒙脱土改性：取浓硫酸、柠檬酸和蒙脱土，其质量比为3：2：3，并将浓硫酸、柠檬酸和水配制成柠檬酸质量浓度为15～25%的溶液，控制溶液温度75～85℃加入蒙脱土保温搅拌7～10h，冷却至室温进行固液分离，将固体蒙脱土干燥至水分含量<0.5%，过100目筛并取目数大于100目的蒙脱土；
2）玻璃纤维预处理：将玻璃纤维置于质量浓度6～8%的NaOH溶液中，在常温下浸泡5～8h，然后用清水洗涤至中性并烘干至水分含量<0.5%；
3）预混：将聚砜树脂粉、增韧剂、偶联剂、抗紫外线剂及步骤1所得改性蒙脱土和步骤2所得玻璃纤维置于高混机中混合10～20min，得预混料；
4）将步骤4所得预混料置于挤出机中挤出、造粒即得本发明的复合材料。
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