CN107619603A - 一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工材料技术领域，更具体的是涉及一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料及其制备方法。由以下质量百分比的组分组成：PPS树脂4.7～8.4％、稀土磁粉88～94％、环氧树脂0.5～1％、沙林树脂0.5～2％、加工助剂0.3～0.6％。通过混料挤出即可得到产品。制备方法简单，易于操作。产品性能优越，具有良好的耐腐蚀性与韧性。

Description

一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工材料技术领域，更具体的是涉及一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料及其制备方法。

背景技术

注塑成型的粘结磁体具有尺寸精度高和形状自由性大等优点一直以来在微电机等用途被广泛应用于家电、汽车和电子电器等领域。注塑级粘结磁体所使用的粒料是通过塑料树脂与磁粉混炼后制得。为了提高粘结磁体的磁学性能需使用具有较高剩余磁通密度(Br)和矫顽力(Hcj)的磁性粉末，以得到较高的最大磁能积((BH)max)。钕铁硼(NdFeB)和钐铁氮(SmFeN)磁粉饱和磁化强度较高，可在高磁性能场合使用。但两者在带有湿度的空气中短时间之内就容易氧化引起磁学性能的下降；而且在与树脂的混炼、成型的各工序中有氧化性或还原性气氛和热易引起磁性能下降。PPS塑料为特种工程塑料具有280～285℃的熔点和优异的耐腐蚀性，在200℃以下可耐受几乎已知的腐蚀性物质。PPS与磁粉的复合材料制备和成型的加工温度为280～350℃，该温度范围内易氧化的稀土磁粉必须进行抗氧化处理以防止磁学性能和加工性能恶化。专利CN102300655和日本专利特开2000-260616公开了使用磷酸或磷酸化合物与偶联剂联用对稀土磁粉进行表面处理来增加稀土磁粉的抗氧化性，但此方法由于使用酸性的磷酸及其化合物会与稀土磁粉发生化学反应，破坏了稀土的磁粉的物理化学构成，最终磁体磁学性能下降；日本专利2006-49863报道了使用硅烷或硅烷的部分水解物为处理液对磁粉进行表面处理提高了耐蚀性，但在较严格的条件下如浸渍在与海水盐度相当的溶液中就会生锈，说明该方法对磁粉的抗氧化耐腐蚀保护存在不足。

专利CN102504534B报道了使用PPS/钕铁硼/钐铁氮/铁氧体/硅烷偶联剂体系制得可耐PAG或POE型冷冻机油和空调冷媒的复合材料，因为PPS常温时较尼龙(PA)6脆性大得多，在低温非常容易脆化破裂，故该体系制得的磁体常温和低温韧性不理想，PPS稀土复合材料的增韧是必要的。

故制备耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料满足市场需求势在必行。

发明内容

本发明提供一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料及其制备方法，以解决现有技术难题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料，由以下质量百分比的组分组成：

优选地，所述PPS树脂熔融指数在316℃，5Kg载荷条件测得为2000～3000g/10min。

优选地，所述稀土磁粉为钕铁硼磁粉或钐铁氮磁粉。

优选地，所述环氧树脂为固体双酚A型环氧树脂，环氧当量(EEW)400～900g/Eq；

优选地，所述沙林树脂为乙烯—甲基丙烯酸为基的离子聚合物。

进一步，所述的乙烯—甲基丙烯酸为基的离子聚合物商品名为Surlyn，杜邦公司生产。

优选地，所述加工助剂为硬脂酸锌。

一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将质量百分比4.7～8.4％的PPS树脂、质量百分比88～94％的稀土磁粉、质量百分比0.5～1％的环氧树脂、质量百分比0.5～2％的沙林树脂、质量百分比0.3～0.6％的加工助剂在高速混合机中混合10～15min后得到混合料；

(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入步骤(1)得到的混合料，在双螺杆挤出机中混合均匀，然后挤出切粒得到耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料。

优选地，步骤(1)中所述高速混合机转速为1000r/min。

优选地，步骤(2)中所述的双螺杆挤出机直径小于120mm，长径比为40～44，双螺杆挤出机主机转数250～1200r/min，机筒温度为240～300℃，切粒机转速为400～700r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用PPS/稀土磁粉/环氧树脂/沙林树脂体系复合材料对HFC(氢氟烃)型制冷剂与PolyyalkyleneGlycol(PAG)型冷冻机油的混合物有出色的耐腐蚀性，且韧性优异；

(2)本发明直接采用环氧树脂包覆稀土磁粉用于热塑性塑料PPS复合材料体系与传统的(硅烷或钛酸酯等)偶联剂体系对比发现，直接使用环氧树脂较环保。偶联剂需要用溶剂进行稀释，日趋严格的环保规制更倾向于不使用溶剂；本发明者发现环氧树脂包覆的稀土磁粉在材料的加工和成型过程中十分优异，且保证了材料的耐腐蚀性大幅提高；环氧基团的强极性与PPS树脂具有强烈反应性使得被包覆的稀土磁粉可以均匀分散于树脂体系中；

(3)本发明中加入沙林树脂后发现材料韧性有大幅提高，同时与PPS传统的增韧体系如乙烯辛烯接枝马来酸酐(POE-MAH)或EMA-GMA或EBA-GMA等烯烃基与极性基团共聚物相比，材料对PAG和HFC混合物耐受性有明显提高，其原因可能为沙林树脂对PAG和HFC有一定的耐受性；

(4)本发明力学性能尤其是耐腐蚀性和韧性的大幅度提高的主要是因为环氧树脂与沙林树脂联用起到了协同作用，协同作用的原因可能为环氧树脂与沙林树脂独特的相容性，以及两者与PPS树脂有明显的反应性和相容性。

具体实施方式

本发明的应用原理、作用与功效，通过如下实施方式予以说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

对通过本发明配方以及制备方法制得9个试验产品以及11个对照产品分别进行检测，测试试样均由BT140型注塑机在260～340℃加热温度范围注塑成型。

对本发明方法以及现有技术方法制得的产品进行测试的方法：

(1)冲击强度 按照GB/T1843-2008测试；

(2)材料热稳定性实验 材料在设定温度为320℃的注塑机中停留20min后注塑，测试材料的冲击强度；

(3)耐腐蚀实验 将测试冲击强度的标准样条置于PAG和HFC混合物中，恒温80℃、浸泡90天，取出样条观察是否溶胀；

(4)磁学性能 最大磁能积(BH)max通过使用前述注塑得到的圆柱体磁块测得，使用B-H测试仪测量该磁块的磁滞回线，得到磁学性能；

(5)熔融指数(MFR) 按照ISO 1133-2011，料粒在330℃熔融，以10Kg载荷进行测试。

其中，材料热稳定实验主要考察磁粉抗氧化性。

本实施例中本发明方法以及现有技术方法采用的各组分原料情况如表1：

表1各组分原料规格及来源

如表2至表5所示，为9个试验产品以及11个对照产品的各组分具体用量以及实验数据：

表2试验产品1～5

表3试验产品6～9

表4对照产品1～6

表5对照产品7～11

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀高韧性聚苯硫醚稀土复合材料，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：

2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料，其特征在于，所述PPS树脂熔融指数为2000～3000g/10min。

3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料，其特征在于，所述稀土磁粉为钕铁硼磁粉或钐铁氮磁粉。

4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为固体双酚A型环氧树脂，环氧当量400～900g/Eq。

5.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料，其特征在于，所述沙林树脂为乙烯—甲基丙烯酸为基的离子聚合物。

6.如权利要求1所述的一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料，其特征在于，所述加工助剂为硬脂酸锌。

7.一种耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将PPS树脂、稀土磁粉、环氧树脂、沙林树脂和加工助剂，在高速混合机中混合10～15min，转速为1000r/min，得到混合料；

(2)从双螺杆挤出机的主加料口加入步骤(1)得到的混合料，在双螺杆挤出机中混合均匀，然后挤出，在切粒机中切粒得到复合材料。

8.根据权利要求7所述的耐腐蚀高韧性PPS稀土复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的双螺杆挤出机直径小于120mm，长径比为40～44，双螺杆挤出机主机转数250～1200r/min，机筒温度为240～300℃，切粒机转速为400～700r/min。