CN107955373A - 一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜 - Google Patents

一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜及其制备方法，该薄膜包括以下百分含量组分：塑胶混合料10‑25％、聚丙烯纤维5‑15％、填充剂5‑20％、润滑剂5‑15％、偶联剂0.3‑1.5％、聚苯硫醚余量，本发明通过合理的原料选择和处理，有效保证了原料间的流动结合性，组分间交联作用性好，活性程度高，明显改善了产品的综合性能，具有优异的力学性能和电学性能，有效使用寿命延长，经济推广性好。

Description

一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜
技术领域
本发明涉及聚苯硫醚材料技术领域，具体涉及一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜。
背景技术
聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种综合性能优异的特种工程塑料。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。
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，聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。PPS大分子链由刚型结构的苯环与柔性的硫醚键结合，因此，它具有结晶度高、硬而脆、难燃、热稳定性好、耐化学腐蚀、高温高湿下尺寸稳定、电性能优良、耐磨性优良和熔融流动性优良等优点。PPS是工程塑料中热稳定性最好的品种之一，其热变形温度一般大于260℃；PPS树脂耐化学腐蚀性可与号称“塑料之王”的聚四氟乙烯相媲美，在200℃以下，几乎没有溶剂能够溶解它；PPS注塑制品具有良好的耐蠕变性能，线膨胀系数低，尺寸稳定性良好；PPS具有很低的介电常数、电感应率和介质损耗因素，在高温、高湿等环境下具有优良的绝缘性和介电特性；PPS对玻璃、铝、不锈钢等有非常高的粘结强度，对玻璃的粘结强度甚至大于玻璃的内聚力，由于具有良好的耐腐蚀性和粘结性能，极宜做化工设备的内衬；PPS自身的化学结构使其具有良好的难燃烧性能，无需加入阻燃剂。
PPS优良的综合性能使其得到了广泛的应用，如市面上常见的PPS薄膜，但现有的PPS薄膜性能仍然存在诸多缺陷，需要进一步的提升改进，以满足逐渐发展的技术需求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜及其制备方法，通过合理的原料选择和处理，有效保证了原料间的流动结合性，组分间交联作用性好，活性程度高，明显改善了产品的综合性能，具有优异的力学性能和电学性能，有效使用寿命延长，经济推广性好。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，包括以下百分含量组分：塑胶混合料10-25％、聚丙烯纤维5-15％、填充剂5-20％、润滑剂5-15％、偶联剂0.3-1.5％、聚苯硫醚余量。
优选的，所述塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，95-110℃混炼3-10min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂90-100℃混炼3-5min，挤出造粒即可。
优选的，所述填充剂采用质量比1：0.1-0.3的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物。
优选的，所述润滑剂采用摩尔比1：2-5的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物。
优选的，所述偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或两者的组合物。
优选的，电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
优选的，一次混炼温度为105-120℃，时间为3-8min；二次混炼温度为100℃，时间为5-10min。
优选的，所述偶联剂、润滑剂均分两份加入。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过合理的原料选择和处理，有效保证了原料间的流动结合性，组分间交联作用性好，分子表面活性程度高，改性联合作用效果好，自身内聚力强，明显改善了产品的综合性能，具有优异的力学性能和电学性能，有效使用寿命延长，经济推广性好。
本发明薄膜以聚苯硫醚为主，辅以塑胶混合料，有效提高了薄膜的强韧性和可加工性，聚丙烯纤维、填充剂等一方面用于结构间的流动嵌合补强，另一方面可与其它组分间实现基团的配合交联，整体联动，结合性好，添加的润滑剂、偶联剂明显降低了反应难度和活化能，加快了物料间的反应结合，缩短了制备周期，同时有助于进一步改进电力性能和强韧性能，一物多用，综合利用率高，改进效果强。
本发明制得的薄膜经性能检测，断裂强度大于365MPa，密度为1.3-1.6g/cm3，介质损耗角正切值小于0.0012，击穿强度大于38.6MV/m，使用温度范围为-20-280℃，250℃条件下热收缩率小于0.087％，摩擦系数小于0.075，断裂伸长率为横向/纵向：220-240％/215-230％(以上数据由本发明实施例制得的产品测得)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料15％、聚丙烯纤维5％、填充剂15％、润滑剂5％、偶联剂0.3％、聚苯硫醚余量。
其中，塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，95℃混炼10min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂90℃混炼4min，挤出造粒即可。
填充剂采用质量比1：0.1的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物；润滑剂采用摩尔比1：2的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物；偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷。
电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
其中，一次混炼温度为105℃，时间为3min；二次混炼温度为100℃，时间为5min；偶联剂、润滑剂均分两份加入。
实施例2：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料22％、聚丙烯纤维8％、填充剂15％、润滑剂10％、偶联剂0.8％、聚苯硫醚余量。
其中，塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，100℃混炼10min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂100℃混炼3min，挤出造粒即可。
填充剂采用质量比1：0.2的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物；润滑剂采用摩尔比1：4的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物；偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷。
电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
其中，一次混炼温度为110℃，时间为5min；二次混炼温度为100℃，时间为10min；偶联剂、润滑剂均分两份加入。
实施例3：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料25％、聚丙烯纤维12％、填充剂20％、润滑剂15％、偶联剂1.2％、聚苯硫醚余量。
其中，塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，110℃混炼3min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂100℃混炼5min，挤出造粒即可。
填充剂采用质量比1：0.3的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物；润滑剂采用摩尔比1：3的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
其中，一次混炼温度为120℃，时间为8min；二次混炼温度为100℃，时间为10min；偶联剂、润滑剂均分两份加入。
实施例4：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料20％、聚丙烯纤维15％、填充剂10％、润滑剂10％、偶联剂1.5％、聚苯硫醚余量。
其中，塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，1.5℃混炼5min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂90℃混炼5min，挤出造粒即可。
填充剂采用质量比1：0.2的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物；润滑剂采用摩尔比1：5的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物；偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷组合物。
电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
其中，一次混炼温度为115℃，时间为5min；二次混炼温度为100℃，时间为5min；偶联剂、润滑剂均分两份加入。
实施例5：
一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料10％、聚丙烯纤维10％、填充剂5％、润滑剂10％、偶联剂1％、聚苯硫醚余量。
其中，塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，100℃混炼8min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂100℃混炼4min，挤出造粒即可。
填充剂采用质量比1：0.3的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物；润滑剂采用摩尔比1：4的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物；偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或两者的组合物。
电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
其中，一次混炼温度为110℃，时间为5min；二次混炼温度为100℃，时间为10min；偶联剂、润滑剂均分两份加入。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，包括以下百分含量组分：塑胶混合料10-25％、聚丙烯纤维5-15％、填充剂5-20％、润滑剂5-15％、偶联剂0.3-1.5％、聚苯硫醚余量。
2.根据权利要求1所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，所述塑胶混合料包括丁苯橡胶、聚苯乙烯、炭黑、硫化剂，制备方法为先将丁苯橡胶至少分3次加入开炼机中进行塑化处理，辊筒温度为40-42℃，每两次添加时间间隔为3-4min，然后将其送入密炼机中，再将聚苯乙烯、炭黑依次加入其中，95-110℃混炼3-10min，薄通至少5次，压延挤出，然后加入硫化剂90-100℃混炼3-5min，挤出造粒即可。
3.根据权利要求1所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于：所述填充剂采用质量比1：0.1-0.3的气相白炭黑、硼酸镁晶须的组合物。
4.根据权利要求1所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于：所述润滑剂采用摩尔比1：2-5的氧化石墨烯、二硫化钼的组合物。
5.根据权利要求1所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于：所述偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷或两者的组合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于，制备方法如下：按重量百分比取料，将塑胶混合料、聚苯硫醚置于密炼机中进行一次混炼，然后依次将一部分偶联剂、一部分润滑剂、聚丙烯纤维、填充剂、剩余量润滑剂、剩余量偶联剂加入其中，进行二次密炼，得到母料，然后将母料注塑成型即得。
7.根据权利要求6所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于：一次混炼温度为105-120℃，时间为3-8min；二次混炼温度为100℃，时间为5-10min。
8.根据权利要求6所述的电工绝缘用聚苯硫醚薄膜，其特征在于：所述偶联剂、润滑剂均分两份加入。
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