CN107286656A - 一种pps复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PPS复合材料及其制备方法，PPS复合材料按重量份由以下组分组成：PPS为60份‑80份；玄武岩纤维为20份‑30份；耐磨母粒为10份‑16份；相容剂为0.1份‑0.3份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；润滑剂为0.1份‑0.3份。本申请制得的耐磨母粒中，超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯对纳米三氧化钼有包覆作用，三种耐磨剂体现协同作用，共同进一步加强PPS的耐磨性能，另一方面这也避免了同一种耐磨剂可以出现的团聚现象。

Description

一种PPS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种PPS复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)是综合性能优良的工程塑料，其尺寸稳定性好,绝缘性佳，耐油,难燃烧，成型加工性能比较好。
尽管PPS的综合性能非常优异，但是在一些特殊的应用领域，对力学性能、耐磨性能有很高的要求，普通PPS不能满足这种要求，这就极大限制了PPS复合材料的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种PP复合材料及其制备方法，以解决PPS复合材料力学性能及耐磨性能均不能满足某些方面需要的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PPS复合材料，按重量份由以下组分组成：
所述玄武岩纤维为经过硅烷偶联剂处理后的玄武岩纤维。
所述玄武岩纤维的直径尺寸为12-18μm，所述硅烷偶联剂为KH-550或者KH570。
所述耐磨母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、纳米三氧化钼；
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐磨母粒。
步骤(1)中的所述超高分子量聚乙烯、所述聚四氟乙烯、所述纳米三氧化钼的质量比为(80-100)：(20-30)：(6-10)。
步骤(2)中所述高速搅拌机转速为280～320r/min，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～200℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度180～200℃；螺杆转速180～260r/min。
所述相容剂为SEBS-g-MAH。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取60份-80份的PPS、20份-30份玄武岩纤维、10份-16份耐磨母粒、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PPS复合材料。
所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度260～280℃，二区温度320～360℃，三区温度320～360℃，四区温度320～360℃，五区温度320～360℃，六区温度320～360℃，机头温度320～360℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
1、玄武岩纤维增强了PPS材料的拉伸强度、弯曲强度以及缺口抗冲击强度，很好的改善了PPS的物理性能。
2、本申请制得的耐磨母粒中，超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯对纳米三氧化钼有包覆作用，三种耐磨剂体现协同作用，共同进一步加强PPS的耐磨性能，另一方面这也避免了同一种耐磨剂可以出现的团聚现象。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请的各实施例中所用的原料如下：
PPS(型号1150A)，日本宝理；玄武岩纤维，四川航天拓鑫有限公司；超高分子量聚乙烯，山东德州巨旺化工有限公司；聚四氟乙烯，北京大兴华塑料制品有限责任公司；纳米三氧化钼，上海紫一试剂厂；SEBS-g-MAH，苏州亚赛塑化有限公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸钾，邦诺化工。
本申请各实施例中所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种PPS复合材料，按重量份由以下组分组成：
玄武岩纤维为经过硅烷偶联剂处理后的玄武岩纤维。
玄武岩纤维的直径尺寸为12-18μm，硅烷偶联剂为KH-550或者KH570。
耐磨母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、纳米三氧化钼；其中的超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、纳米三氧化钼的质量比为(80-100)：(20-30)：(6-10)。
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐磨母粒；其中高速搅拌机转速为280～320r/min，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～200℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度180～200℃；螺杆转速180～260r/min。
相容剂为SEBS-g-MAH。
抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取60份-80份的PPS、20份-30份玄武岩纤维、10份-16份耐磨母粒、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PPS复合材料。
步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度260～280℃，二区温度320～360℃，三区温度320～360℃，四区温度320～360℃，五区温度320～360℃，六区温度320～360℃，机头温度320～360℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
(1)称取60份PPS、20份玄武岩纤维、10份耐磨母粒、0.1份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度260℃，二区温度320℃，三区温度320℃，四区温度320℃，五区温度320℃，六区温度320℃，机头温度320℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取80份PPS、30份玄武岩纤维、16份耐磨母粒、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.15份硬脂酸钙、0.15份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度280℃，二区温度360℃，三区温度360℃，四区温度360℃，五区温度360℃，六区温度360℃，机头温度360℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取70份PPS、25份玄武岩纤维、14份耐磨母粒、0.2份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度270℃，二区温度340℃，三区温度340℃，四区温度340℃，五区温度340℃，六区温度340℃，机头温度340℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取75份PPS、20份玄武岩纤维、12份耐磨母粒、0.3份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度260℃，二区温度335℃，三区温度335℃，四区温度335℃，五区温度335℃，六区温度335℃，机头温度335℃；螺杆转速250r/min。
实施例5
(1)称取72份PPS、25份玄武岩纤维、13份耐磨母粒、0.2份SEBS-g-MAH、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度275℃，二区温度325℃，三区温度325℃，四区温度325℃，五区温度325℃，六区温度325℃，机头温度325℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取称取80份PPS、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PPS复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度265℃，二区温度335℃，三区温度335℃，四区温度335℃，五区温度335℃，六区温度335℃，机头温度335℃；螺杆转速255r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的PPS复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的力学性能、耐磨性能都要好于对比例1，扩展了PPS复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PPS复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
所述玄武岩纤维为经过硅烷偶联剂处理后的玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维的直径尺寸为12-18μm，所述硅烷偶联剂为KH-550或者KH570。
3.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述耐磨母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、纳米三氧化钼；
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐磨母粒。
4.根据权利要求3所述的PPS复合材料，其特征在于，步骤(1)中的所述超高分子量聚乙烯、所述聚四氟乙烯、所述纳米三氧化钼的质量比为(80-100)：(20-30)：(6-10)。
5.根据权利要求4所述的PPS复合材料，其特征在于，步骤(2)中所述高速搅拌机转速为280～320r/min，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～200℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～200℃，六区温度180～200℃，机头温度180～200℃；螺杆转速180～260r/min。
6.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述相容剂为SEBS-g-MAH。
7.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
9.上述权利要求1至8中任一项PPS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取60份-80份的PPS、20份-30份玄武岩纤维、10份-16份耐磨母粒、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PPS复合材料。
10.根据权利要求9所述的PPS复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度260～280℃，二区温度320～360℃，三区温度320～360℃，四区温度320～360℃，五区温度320～360℃，六区温度320～360℃，机头温度320～360℃,螺杆转速200～280r/min。
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