CN105153701A - 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法，上述聚苯硫醚复合材料，由包含以下重量份的组分制成：聚苯硫醚79-86份、无机填料20-25份、聚乙烯醇缩丁醛8-12份、马来酸酐接枝聚丙烯6-10份、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5-7份、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4-6份、聚乙烯吡咯烷酮2-4份、二月桂酸二正丁基锡1-3份、环氧丙烷丁基醚1-3份和硼酸锌0.5-2份。本发明还提供了一种聚苯硫醚复合材料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，未经拉伸时具有较大的无定形区，在125℃时发生结晶放热，玻璃化温度为150℃，熔点281℃。拉伸的聚苯硫醚纤维在拉伸过程中产生了部分结晶，如在130-230℃温度下对拉伸纤维进行热处理，可使结晶度增加到60-80%。因此，拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象，其熔点为284℃。
现有的聚苯硫醚材料由于在制备过程中存在内应力等原因，使得制得的材料的韧性和强度都不佳，使用寿命较短。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚苯硫醚复合材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚苯硫醚79-86份,
无机填料20-25份,
聚乙烯醇缩丁醛8-12份,
马来酸酐接枝聚丙烯6-10份,
双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5-7份,
1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4-6份,
聚乙烯吡咯烷酮2-4份,
二月桂酸二正丁基锡1-3份，
环氧丙烷丁基醚1-3份，
硼酸锌0.5-2份。
所述无机填料选自硫酸钡、铝酸钙、硅灰石、云母、碳酸钙和硫酸镁中的一种或几种。
所述无机填料为硫酸钡、铝酸钙和硅灰石的混合物。
所述混合物中硫酸钡、铝酸钙和硅灰石的质量比为1:1:2。
所述组分还包括二缩水甘油醚0-3重量份。
一种聚苯硫醚复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取聚苯硫醚79-86重量份、无机填料20-25重量份、聚乙烯醇缩丁醛8-12重量份、马来酸酐接枝聚丙烯6-10重量份、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5-7重量份、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4-6重量份、聚乙烯吡咯烷酮2-4重量份、环氧丙烷丁基醚1-3重量份、硼酸锌0.5-2重量份和二缩水甘油醚0-3重量份，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中混合均匀，调节pH到7.6-8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌0.5-2重量份和二月桂酸二正丁基锡1-3重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述高压均质机的混合温度为58-65℃，压强为18-21Mpa。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180-200℃，二区温度210-240℃，三区温度240-250℃，四区温度220-230℃，五区温度180-200℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的聚苯硫醚复合材料以聚苯硫醚为主要原料。通过加入无机填料、聚乙烯醇缩丁醛、马来酸酐接枝聚丙烯、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯、聚乙烯吡咯烷酮、二月桂酸二正丁基锡、环氧丙烷丁基醚和硼酸锌，使制得的聚苯硫醚复合材料具有良好的力学强度，并且能够长期在紫外光条件下使用，不会出现退色现象。
（2）本发明制得的聚苯硫醚复合材料，具有良好的柔韧性和良好的表面性能。
（3）本发明的聚苯硫醚复合材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
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）称取聚苯硫醚79kg、硫酸镁20kg、聚乙烯醇缩丁醛8kg、马来酸酐接枝聚丙烯6kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4kg、聚乙烯吡咯烷酮2kg、环氧丙烷丁基醚1kg和硼酸锌0.5kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中58℃、18Mpa下混合均匀，调节pH到7.6，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌0.5kg和二月桂酸二正丁基锡1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度220℃，五区温度180℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取聚苯硫醚79kg、硫酸镁20kg、聚乙烯醇缩丁醛8kg、马来酸酐接枝聚丙烯6kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4kg、聚乙烯吡咯烷酮2kg、环氧丙烷丁基醚1kg、硼酸锌0.5kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中58℃、18Mpa下混合均匀，调节pH到7.6，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌0.5kg和二月桂酸二正丁基锡1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度240℃，四区温度220℃，五区温度180℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取聚苯硫醚86kg、硅灰石25kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇7kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯6kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg、硼酸锌2kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中65℃、21Mpa下混合均匀，调节pH到8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌2kg和二月桂酸二正丁基锡3kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度230℃，五区温度200℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取聚苯硫醚86kg、硫酸钡6kg、铝酸钙6kg、硅灰石12kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇7kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg、硼酸锌2kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中65℃、21Mpa下混合均匀，调节pH到8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌2kg和二月桂酸二正丁基锡3kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度230℃，五区温度200℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取聚苯硫醚80kg、硫酸钡6kg、铝酸钙6kg、硅灰石12kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇7kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯6kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg、硼酸锌0.5kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中60℃、19Mpa下混合均匀，调节pH到8，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌1kg和二月桂酸二正丁基锡2kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度190℃，二区温度220℃，三区温度245℃，四区温度225℃，五区温度190℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）称取聚苯硫醚86kg、硅灰石25kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇7kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯6kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中65℃、21Mpa下混合均匀，调节pH到8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌2kg和二月桂酸二正丁基锡3kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度230℃，五区温度200℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）称取聚苯硫醚86kg、硅灰石25kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯6kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg、硼酸锌2kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中65℃、21Mpa下混合均匀，调节pH到8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌2kg和二月桂酸二正丁基锡3kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度230℃，五区温度200℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
（1）称取聚苯硫醚86kg、硅灰石25kg、聚乙烯醇缩丁醛12kg、马来酸酐接枝聚丙烯10kg、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇7kg、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯6kg、聚乙烯吡咯烷酮4kg、环氧丙烷丁基醚3kg、硼酸锌2kg和二缩水甘油醚3kg，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中65℃、21Mpa下混合均匀，调节pH到8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌2kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度230℃，五区温度200℃。
制得聚苯硫醚复合材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-5和对比例1-3的聚苯硫醚复合材料进行测试。
表1
| 测试项目 | 悬壁梁缺口冲击强度 (23°C，J/m) | 拉伸模量 (MPa) |
| 实施例1 | 56 | 189 |
| 实施例2 | 59 | 185 |
| 实施例3 | 61 | 198 |
| 实施例4 | 62 | 192 |
| 实施例5 | 63 | 195 |
| 对比例1 | 28 | 141 |
| 对比例2 | 33 | 134 |
| 对比例3 | 37 | 140 |
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 (8)
1.一种聚苯硫醚复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
聚苯硫醚79-86份,
无机填料20-25份,
聚乙烯醇缩丁醛8-12份,
马来酸酐接枝聚丙烯6-10份,
双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5-7份,
1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4-6份,
聚乙烯吡咯烷酮2-4份,
二月桂酸二正丁基锡1-3份，
环氧丙烷丁基醚1-3份，
硼酸锌0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述无机填料选自硫酸钡、铝酸钙、硅灰石、云母、碳酸钙和硫酸镁中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述无机填料为硫酸钡、铝酸钙和硅灰石的混合物。
4.根据权利要求3所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述混合物中硫酸钡、铝酸钙和硅灰石的质量比为1:1:2。
5.根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述组分还包括二缩水甘油醚0-3重量份。
6.一种聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取聚苯硫醚79-86重量份、无机填料20-25重量份、聚乙烯醇缩丁醛8-12重量份、马来酸酐接枝聚丙烯6-10重量份、双-(苯基二甲基硅氧烷)甲基硅醇5-7重量份、1,8-二氮双环（5,4,0）7-十一烯4-6重量份、聚乙烯吡咯烷酮2-4重量份、环氧丙烷丁基醚1-3重量份、硼酸锌0.5-2重量份和二缩水甘油醚0-3重量份，混合均匀；
（2）将上述组分加入高压均质机中混合均匀，调节pH到7.6-8.2，超声除去气泡，加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入硼酸锌0.5-2重量份和二月桂酸二正丁基锡1-3重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到聚苯硫醚复合材料。
7.根据权利要求6所述聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，所述高压均质机的混合温度为58-65℃，压强为18-21Mpa。
8.根据权利要求6所述聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度180-200℃，二区温度210-240℃，三区温度240-250℃，四区温度220-230℃，五区温度180-200℃。
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