CN106967297A - 高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，其由以下重量份数比的原料组成：聚苯硫醚35～60份，短玻纤40～65份，偶联剂0.5～0.8份，润滑剂0.3～0.5份，抗氧剂0.3～0.5份。本发明提供的配方合理，选用成本低于其它特种工程塑料的聚苯硫醚，并通过高含量短玻纤来增强聚苯硫醚的综合性能，相比其它特种工程塑料具有更好的力学及耐热性能，而成本却大大降低，经济效果明显；本发明提供的制备方法的工艺步骤简洁，采用短玻纤侧喂料的方式克服了对玻纤加入量的限制，所制备出来的高含量增强聚苯硫醚的耐热及力学性能很高，可比其它特种工程塑料性能更优越，而且工艺简单，易于操作，大大降低成本。

Description

高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及增强聚苯硫醚复合材料技术领域，具体涉及一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚，简称PPS，是一种新型高性能热塑性树脂。PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料，是一种结晶性的聚合物。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。
现有发明专利“长玻纤增强绝缘导热聚苯硫醚复合材料及其制备方法”(公布号：CN102898835 A)是通过长玻纤增强及添加导热材料来增强复合材料的力学性能和导热系数；现有发明专利“无卤阻燃聚苯硫醚树脂组合物及其制备方法”(公开号：CN102234419 A)是通过聚苯乙烯与聚苯硫醚树脂做成合金阻燃复合材料。
近年来，国内企业积极研发PPS材料，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。但是，中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，上述两项发明侧重于提高PPS的导热性及合金材料及阻燃方面的复合材料制备，对于玻纤增强，特别是高含量玻纤增强这方面国内并没有见诸报导。PPS在成本上相比于传统工程塑料要高，但却低于其它特种工程塑料，通过高含量短玻纤的增强PPS却比其它特种工程塑料具有更好的力学及耐热性能，而成本却大大降低。这些将是PPS下一步发展的重点。
因此，目前市场上更需要一款低成本，并具有更好的力学及耐热性能的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的之一在于，提供一种配方合理，即能使高含量短玻纤增强PPS的耐热及力学性能比特种工程塑料更优越，同时也大大降低该复合材料的制造成本的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料。
本发明的目的之二在于，提供一种能快速制作出上述高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其由以下重量份数比的原料组成：
作为本发明的一种改进，所述短玻纤为经硅烷偶联剂表面处理的无碱玻璃短切原丝。
作为本发明的一种改进，所述短玻纤的长度为7～9微米。
作为本发明的一种改进，所述偶联剂为为3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇(KH-580)。
作为本发明的一种改进，所述润滑剂为硅酮粉或聚乙烯蜡中的一种或两种。
作为本发明的一种改进，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)中的一种或一种以上。
一种上述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)预备以下重量份数比的原料：聚苯硫醚35～60份，短玻纤40～65份，偶联剂0.5～0.8份，润滑剂0.3～0.5份，抗氧剂0.3～0.5份；
(2)先将聚苯硫醚、偶联剂、润滑剂和抗氧剂用高混机搅拌混合均匀，获得混合物；
(3)通过失重计量称取短玻纤，并通过侧喂料口加入挤出机，同时将步骤(2)混合好的混合物通过主喂料口加入到挤出机，接着依次经过挤出、拉条、水冷和切粒机造粒工序，制得高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料制品。
作为本发明的一种改进，所述挤出机的操作温度为290～310℃。
本发明的有益效果为：本发明提供的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料的配方合理，选用成本低于其它特种工程塑料的聚苯硫醚，并通过高含量短玻纤来增强聚苯硫醚的综合性能，相比其它特种工程塑料具有更好的力学及耐热性能，而成本却大大降低，经济效果明显；本发明提供的制备方法的工艺步骤简洁，先通过失重计量称分别将混合物与短玻纤侧喂的方式加入挤出机挤出，具有工艺简单，易于操作，大大降低成本；短玻纤侧喂料的加入克服了对玻纤加入量的限制，特别是高含量增强聚苯硫醚，同时将短玻纤从侧喂料口加入制造出的产品的耐热及力学性能很高，可比其它特种工程塑料性能更优越，而且制造出的产品表观很好，利于广泛推广应用。
下面结合实施例，对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1，本实施例提供的一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其由以下重量份数比的原料组成：聚苯硫醚60份，短玻纤(无碱短切原丝)40份，硅烷偶联剂(KH580)0.5份，聚乙烯蜡润滑剂0.3份，抗氧剂1010为0.2份，抗氧剂168为0.3份。
一种上述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)预备以下重量份数比的原料：聚苯硫醚60份，短玻纤(无碱短切原丝)40份，硅烷偶联剂(KH580)0.5份，聚乙烯蜡润滑剂0.3份，抗氧剂1010为0.2份，抗氧剂168为0.3份；
(2)先将聚苯硫醚、硅烷偶联剂、聚乙烯蜡润滑剂、抗氧剂1010和抗氧剂168用高混机搅拌混合均匀，获得混合物；
(3)通过失重计量称取短玻纤，并通过侧喂料口加入挤出机，同时将步骤(2)混合好的混合物通过主喂料口加入到挤出机，接着依次经过挤出、拉条、水冷和切粒机造粒工序，制得高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料制品。所述挤出机的操作温度优选为290～310℃。
实施例2，本实施例提供的一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别点在于，其由以下重量份数比的原料组成：聚苯硫醚50份，短玻纤(无碱短切原丝)50份，硅烷偶联剂(KH580)0.6份，聚乙烯蜡润滑剂0.4份，抗氧剂168为0.3份。
实施例3，本实施例提供的一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别点在于，其由以下重量份数比的原料组成：聚苯硫醚40份，短玻纤(无碱短切原丝)60份，硅烷偶联剂(KH580)0.6份，聚乙烯蜡润滑剂0.3份，抗氧剂1010为0.2份。
实施例4，本实施例提供的一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，区别点在于，聚苯硫醚35份，短玻纤(无碱短切原丝)65份，硅烷偶联剂(KH580)0.8份，聚乙烯蜡润滑剂0.5份，抗氧剂1010为0.1份，抗氧剂168为0.2份。
上述实施例仅为本发明较好的实施方式，本发明不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本发明保护范围内。
下面以对实施例1-4的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料制品经烘干之后按照国际标准(ISO)制备成标准样条并进行各项测试，其性能测试结果如表1所示。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
密度(g/cm3) 1.67 1.77 1.85 1.89
玻纤含量(％) 40 50 60 65
拉伸强度(MPa) 180 196 206 211
断裂伸长率(％) 1.5 1.2 1 0.6
弯曲强度(MPa) 285 302 311 319
弯曲模量(MPa) 13000 14500 15600 16000
缺口冲击强度(KJ/m2) 10 11 10.5 8.6
热变形温度(℃)(1.8MPa) 260 268 275 279
通过表1的检测结果可知，本发明通过高含量短玻纤来增强聚苯硫醚综合性能优异，具有良好的力学性能同时有具有高的耐热温度。通过高含量短玻纤增加聚苯硫醚不仅能有效提升材料力学及耐热性能，而且能大大降低材料制造成本，还可根据需要通过侧喂方式灵活调整短玻纤含量来增强聚苯硫醚，满足不同的使用性能需求。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似方法及组分而得到的其它复合材料及其制备方法均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于，其由以下重量份数比的原料组成：
2.根据权利要求1所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述短玻纤为经硅烷偶联剂表面处理的无碱玻璃短切原丝。
3.根据权利要求1或2所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述短玻纤的长度为7～9微米。
4.根据权利要求1所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述偶联剂为为3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇(KH-580)。
5.根据权利要求1所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硅酮粉或聚乙烯蜡中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)中的一种或一种以上。
7.一种权利要求1～6中任一所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)预备以下重量份数比的原料：聚苯硫醚35～60份，短玻纤40～65份，偶联剂0.5～0.8份，润滑剂0.3～0.5份，抗氧剂0.3～0.5份；
(2)先将聚苯硫醚、偶联剂、润滑剂和抗氧剂用高混机搅拌混合均匀，获得混合物；
(3)通过失重计量称取短玻纤，并通过侧喂料口加入挤出机，同时将步骤(2)混合好的混合物通过主喂料口加入到挤出机，接着依次经过挤出、拉条、水冷和切粒机造粒工序，制得高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料制品。
8.根据权利要求7所述的高含量短玻纤增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述挤出机的操作温度为290～310℃。
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