CN105754319A - 一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法，按照重量份数配比称取PPO、二氧化硅、PF、聚酰胺、ABS、马来酸酐接枝、氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、PE、二硫化钼、PTT、PA66和HIPS，产品拉伸强度6080MPa，断裂伸长率510%，缺口冲击强度200240J/m；产品拉伸弹性模量100120MPa，压缩强度110130MPa，巴氏硬度4060；产品强度高，弯曲强度80100MPa，弯曲弹性模量120140MPa；黏度560600mPa·s，体积收缩率610%，热变形温度160180℃，成本低廉，操作简单。

Description

一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法

技术领域

本申请属于塑料合金材料领域，尤其涉及一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法。

背景技术

塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。塑料合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的品种之一，增长十分迅速。我国塑料行业要认清形势，找准差距，抓住机遇，加大科技投入，加快发展塑料产业，努力赶上世界发展水平。通用塑料合金，如pvc(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PF(聚丙烯)、PA66(聚苯乙烯)合金虽然仍有着广泛的使用价值，但因其生产技术被普遍掌握，所以在国外，各大公司专门供应的多是附加值较高的工程塑料合金品种。工程塑料合金泛指工程塑料(树脂)的共混物，主要包括以聚酰胺、PBT、PA、POM(聚甲醛)、PFO、PTFE(聚四氟乙烯)等工程塑料为主体的共混体系，以及ABS树脂改性材料。聚酰胺/ABS树脂，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和聚丙烯腈（ABS）合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和聚酰胺的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线（UV）等性质，可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。目前世界塑料合金产品的最大用户是汽车部件，其次是机械和电子元器件。从日本主要工程塑料合金需求结构中可以看出，汽车用塑料合金占62%，电子电气及办公自动化设备占20%，一般精密机械占6%，医疗、体育及其他占12%。从地区来看，目前北美是最大的塑料合金消费地区，占45%；其次是欧洲，占34%；亚洲和太平洋地区占21%。在北美，PFO（聚苯醚）合金占塑料合金需求总量的25%以上，其中尤以PFO/PA（聚酰胺）、PFO/二氧化硅(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和PFO/PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)合金的需求量最大；聚酰胺(聚碳酸酯)合金占总需求量的12%以上；用于汽车最终用途的ABS合金占99%。我国对塑料合金的研究从20世纪60年代开始，近几年发展较快。据统计，目前我国塑料合金(含改性树脂)消费总量约为120万～140万吨，而国内供应量不足60万吨，每年进口量高达90万吨左右；而且我国塑料合金(主要是掺混树脂和改性树脂)主要应用于家电、电子、汽车等行业，与发达国家相比，我国的塑料合金应用市场还有很大的拓展空间。随着我国经济的持续高速发展，今后几年我国塑料合金市场需求潜力巨大，尤其是电子通讯、汽车、建筑业的高速增长，将拉动我国工程塑料合金业快速发展。预计到2008年，我国五大工程塑料总需求量将达到100万吨，五大合成树脂的需求将达到5200万吨，将成为全球塑料合金最大的进口国之一。未经改性的聚苯醚（PPO）树脂具有良好的力学性能、电性能、耐热性、阻燃性以及化学稳定性等，但是它的耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低，另外它存在一个致命的弱点——熔体粘度高，加工成型性极差，纯PPO树脂不能采用注射方法成型，这样大大限制了它的应用。为了克服这些缺点，或赋予其新的性能，人们对PPO进行了多种改性。其方法有化学（共聚、嵌段、接枝和网化等）和物理（共混、填充、增强和微发泡等）改性两种。目前，我国塑料合金研究和生产两方面都还处于零星分散的状态，尚未形成规模，行业整体水平低下，与国外先进水平相差甚远。国内塑料合金生产品种结构中，高附加值的特种工程塑料合金的生产几乎处于空白，基本是通用塑料合金和改性产品的生产。2004年我国已有300多家塑料合金生产企业，估计塑料合金(含改性粒料)生产能力为70万～80万吨/年，产量在60万吨/年左右。但其中规模较大的企业只占15%，而这15%的企业产量约占全国塑料合金总产量的70%以上。企业大部分是通过塑料混炼挤出工艺生产塑料合金的加工型企业。我国塑料合金研发和加工工艺水平有待提高。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种强度高、耐高温的车用聚苯醚合金材料及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法，解决现有塑料合金料拉伸强度低、冲击强度低、不耐高温等技术问题。

技术方案：

一种车用聚苯醚合金材料，所述车用聚苯醚合金材料的原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅1.5-6份；PF0.5-2.5份；聚酰胺10-30份；ABS20-50份；马来酸酐接枝1.5-6份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-8份；PE5-25份；二硫化钼4-8份; PTT0.1-0.5份；PA66为15-35份；HIPS20-40份。

优选的，所述车用聚苯醚合金材料原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅2-4份；PF1-2份；聚酰胺15-25份；ABS30-40份；马来酸酐接枝2-4份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4-6份；PE 10-20份；二硫化钼5-7份; PTT0.2-0.4份；PA66为20-30份；HIPS25-35份。

优选的，所述车用聚苯醚合金材料的原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅3份；PF1.5份；聚酰胺20份；ABS35份；马来酸酐接枝3份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物5份；PE 15份；二硫化钼6份; PTT0.3份；PA66为25份；HIPS30份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述车用聚苯醚合金材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取PPO、二氧化硅、PF、聚酰胺、ABS、马来酸酐接枝、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、PE、二硫化钼、PTT、PA66和HIPS；

第二步：将原料投入搅拌机混合，升温至60-80℃，混合速度为50-90r/min，混合0.5-2.5h；

第三步：混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度210-220℃、215-225℃、220-230℃、225-235℃、230-240℃，螺杆温度230-240℃，机头温度230-240℃、245-255℃、245-255℃、255-265℃、260-270℃，螺杆转速12-16r/min，投料转速30-40 r/min。

有益效果：

本发明所述一种车用聚苯醚合金材料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品拉伸强度60-80MPa，断裂伸长率5-10%，缺口冲击强度200-240J/m；2、产品拉伸弹性模量100-120MPa，压缩强度110-130MPa，巴氏硬度40-60；3、产品强度高，弯曲强度80-100MPa，弯曲弹性模量120-140MPa；4、黏度560-600mPa·s，体积收缩率6-10%，热变形温度160-180℃，成本低廉，操作简单，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取PPO100份；二氧化硅1.5份；PF0.5份；聚酰胺10份；ABS20份；马来酸酐接枝1.5份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2份；PE5份；二硫化钼4份; PTT0.1份；PA66为15份；HIPS20份。

将原料投入搅拌机混合，升温至60℃，混合速度为50r/min，混合0.5h。

混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度210℃、215℃、220℃、225℃、230℃，螺杆温度230℃，机头温度230℃、245℃、245℃、255℃、260℃，螺杆转速12r/min，投料转速30r/min。

产品拉伸强度60MPa，断裂伸长率5%，缺口冲击强度200J/m；产品拉伸弹性模量100MPa，压缩强度110MPa，巴氏硬度40；产品强度高，弯曲强度80MPa，弯曲弹性模量120MPa；黏度560mPa·s，体积收缩率6%，热变形温度160℃，成本低廉，操作简单。

实施例2:

按照重量份数配比称取PPO100份；二氧化硅6份；PF2.5份；聚酰胺0份；ABS50份；马来酸酐接枝6份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物8份；PE25份；二硫化钼8份; PTT0.5份；PA66为35份；HIPS40份。

将原料投入搅拌机混合，升温至80℃，混合速度为90r/min，混合2.5h。

混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度220℃、225℃、230℃、235℃、240℃，螺杆温度240℃，机头温度240℃、255℃、255℃、265℃、270℃，螺杆转速16r/min，投料转速40 r/min。

产品拉伸强度64MPa，断裂伸长率9%，缺口冲击强度210J/m；产品拉伸弹性模量105MPa，压缩强度115MPa，巴氏硬度45；产品强度高，弯曲强度85MPa，弯曲弹性模量125MPa；黏度570mPa·s，体积收缩率7%，热变形温度165℃，成本低廉，操作简单。

实施例3:

按照重量份数配比称取PPO100份；二氧化硅2份；PF1份；聚酰胺15份；ABS30份；马来酸酐接枝2份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4份；PE 10份；二硫化钼5份; PTT0.2份；PA66为20份；HIPS25份。

将原料投入搅拌机混合，升温至60℃，混合速度为50r/min，混合0.5h。

混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度210℃、215℃、220℃、225℃、230℃，螺杆温度230℃，机头温度230℃、245℃、245℃、255℃、260℃，螺杆转速12r/min，投料转速30 r/min。

产品拉伸强度70MPa，断裂伸长率8%，缺口冲击强度220J/m；产品拉伸弹性模量110MPa，压缩强度120MPa，巴氏硬度50；产品强度高，弯曲强度90MPa，弯曲弹性模量130MPa；黏度580mPa·s，体积收缩率8%，热变形温度170℃，成本低廉，操作简单。

实施例4:

按照重量份数配比称取PPO100份；二氧化硅4份；PF2份；聚酰胺25份；ABS40份；马来酸酐接枝4份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6份；PE 20份；二硫化钼7份; PTT0.4份；PA66为30份；HIPS35份。

将原料投入搅拌机混合，升温至80℃，混合速度为90r/min，混合2.5h。

混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度220℃、225℃、230℃、235℃、240℃，螺杆温度240℃，机头温度240℃、255℃、255℃、265℃、270℃，螺杆转速16r/min，投料转速40 r/min。

产品拉伸强度75MPa，断裂伸长率6%，缺口冲击强度230J/m；产品拉伸弹性模量115MPa，压缩强度125MPa，巴氏硬度55；产品强度高，弯曲强度95MPa，弯曲弹性模量135MPa；黏度590mPa·s，体积收缩率9%，热变形温度175℃，成本低廉，操作简单。

实施例5:

按照重量份数配比称取PPO100份；二氧化硅3份；PF1.5份；聚酰胺20份；ABS35份；马来酸酐接枝3份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物5份；PE 15份；二硫化钼6份; PTT0.3份；PA66为25份；HIPS30份。

将原料投入搅拌机混合，升温至70℃，混合速度为70r/min，混合1.5h。

混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度215℃、220℃、225℃、230℃、235℃，螺杆温度235℃，机头温度235℃、250℃、250℃、260℃、265℃，螺杆转速14r/min，投料转速35 r/min。

产品拉伸强度80MPa，断裂伸长率10%，缺口冲击强度240J/m；产品拉伸弹性模量120MPa，压缩强度130MPa，巴氏硬度60；产品强度高，弯曲强度100MPa，弯曲弹性模量140MPa；黏度600mPa·s，体积收缩率10%，热变形温度180℃，成本低廉，操作简单。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (4)

1.一种车用聚苯醚合金材料，其特征在于所述车用聚苯醚合金材料的原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅1.5-6份；PF0.5-2.5份；聚酰胺10-30份；ABS20-50份；马来酸酐接枝1.5-6份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-8份；PE5-25份；二硫化钼4-8份;PTT0.1-0.5份；PA66为15-35份；HIPS20-40份。

2.根据权利要求1所述的一种车用聚苯醚合金材料，其特征在于所述车用聚苯醚合金材料原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅2-4份；PF1-2份；聚酰胺15-25份；ABS30-40份；马来酸酐接枝2-4份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4-6份；PE 10-20份；二硫化钼5-7份; PTT0.2-0.4份；PA66为20-30份；HIPS25-35份。

3.根据权利要求2所述的一种车用聚苯醚合金材料，其特征在于：所述车用聚苯醚合金材料的原料按重量份数配比如下：PPO100份；二氧化硅3份；PF1.5份；聚酰胺20份；ABS35份；马来酸酐接枝3份；氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物5份；PE 15份；二硫化钼6份; PTT0.3份；PA66为25份；HIPS30份。

4.一种权利要求1-3任一所述车用聚苯醚合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取PPO、二氧化硅、PF、聚酰胺、ABS、马来酸酐接枝、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、PE、二硫化钼、PTT、PA66和HIPS；

第二步：将原料投入搅拌机混合，升温至60-80℃，混合速度为50-90r/min，混合0.5-2.5h；

第三步：混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度210-220℃、215-225℃、220-230℃、225-235℃、230-240℃，螺杆温度230-240℃，机头温度230-240℃、245-255℃、245-255℃、255-265℃、260-270℃，螺杆转速12-16r/min，投料转速30-40 r/min。