CN109852061B - 一种聚芳醚砜模塑组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚芳醚砜模塑组合物，按重量份算，包括以下组分：聚芳醚砜树脂90‑99份；聚苯硫醚树脂0.1‑10份；其中，所述聚苯硫醚树脂，按重量百分比算，包括组分：10‑70%的C组分：重均分子量为35000‑60000道尔顿的聚苯硫醚树脂；30‑90%的D组分：重均分子量为5000‑30000道尔顿的聚苯硫醚树脂。制备方法包括以下步骤：将聚芳醚砜和聚苯硫醚混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410‑480转/分，温度为270‑335℃下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。本发明通过在聚芳醚砜树脂中添加特定分子量的聚苯硫醚树脂，大大提高组合物流动性，并保持有良好力学性能。

Description

一种聚芳醚砜模塑组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是一种聚芳醚砜模塑组合物及其制备方法。

背景技术

双酚A型聚砜(PSU)，聚芳砜(PPSU)及聚醚砜（PESU）等分子链中含砜基官能团的聚合物统称为聚芳醚砜(PSF)。PSF是一种热塑性特种工程塑料，力学性能优异，刚性大，耐磨，高强度，热稳定性高，具有较高的玻璃化转变温度，在高温下也保持优良的力学性能，耐水解，尺寸稳定性好，成型收缩率小，无毒，耐辐射，耐燃，有自熄性，在宽广的温度范围内有优良的电性能、化学稳定性好，能耐一般酸，碱，盐。长期以来在电子电器、机械加工、汽车、医疗器具、食品加工及涂料等领域得到广泛的应用。

然而，PSF材料本身因熔体粘度大，加工温度高，导致对加工设备及工艺要求苛刻，加工制品内应力大，需退火处理等，使实际使用该类材料时技术要求高，生产浪费严重，上述缺点阻碍了PSF材料的应用开发与拓展。因此开发出高流动、低成型温度的PSF模塑组合物，对于改善该类材料成型固有缺陷，加快其推广与应用具有现实意义。聚苯硫醚（PPS）具有良好的流动性、耐高温、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，可以很好的改善PSF材料的熔体粘度，增加PSF材料的流动性，但是PPS与PSF会存在相容性的问题。中国专利文件CN104812840B、CN104837929B、CN104769019B报道通过在共混物里加入增容剂，不同树脂的多组分的混合不仅让加工成本的增加，也使得共混物的成分更为复杂，进一步的也会对组合物的力学性能及长期使用效果有所影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种流动性高，力学性能好的聚芳醚砜模塑组合物。

本发明是根据以下方案实现的：

一种聚芳醚砜模塑组合物，按重量份算，包括以下步骤：

聚芳醚砜树脂 90-99份；

聚苯硫醚树脂 0.1-10份。

所述聚苯硫醚树脂，按重量百分比算，包括组分：

10-70%的C组分：重均分子量为35000-60000道尔顿的聚苯硫醚树脂；

30-90%的D组分：重均分子量为5000-30000道尔顿的聚苯硫醚树脂。

所述聚芳醚砜树脂含有重量百分比为20-30%的重均分子量为30000-60000道尔顿的聚芳醚砜树脂。

所述重均分子量为30000-60000道尔顿的聚芳醚砜树脂含有羟基官能团。

所述聚芳醚砜树脂选自聚砜、聚芳砜、聚醚砜中的一种。

所述D组分含有氯端官能团。

所述聚芳醚砜模塑组合物，还包括重量份为0.1-0.5份的抗氧剂，所述抗氧剂为耐高温的受阻酚类抗氧剂，选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯、2，8一二叔丁基-4一甲基苯酚中的至少一种。

所述聚芳醚砜模塑组合物，还包括重量份为0.2-0.3份的吸酸剂，所述吸酸剂选自氧化铝、氧化钙、氧化镁中的至少一种。

本发明的另一目的是提供一种聚芳醚砜模塑组合物的制备方法。

一种聚芳醚砜模塑组合的制备方法，包括以下步骤：

将聚芳醚砜和聚苯硫醚混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410-480转/分下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。

本发明有以下有益效果：选用聚芳醚砜树脂与多组分聚苯硫醚树脂进行复配结合，原位生成嵌段共聚物实现相容，并不需要添加相容剂，同时大大增强组合物的流动性，并且具备良好的力学性能，不会对材料的性能造成影响。在相同制品的条件下，与聚芳醚砜纯树脂相比，使用本发明所述的聚芳醚砜模塑组合物还会进一步降低加工温度，提高生产效率，拓宽了材料的应用范围。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明具体的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

聚砜A（重均分子量为20000道尔顿），自制；

聚砜B1（重均分子量为30000道尔顿，含有羟基官能团），自制；

聚砜B2（重均分子量为30000道尔顿，不含有羟基官能团），自制；

聚苯硫醚C1（重均分子量为35000道尔顿），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚C2（重均分子量为48000道尔顿），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚C3（重均分子量为60000道尔顿），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚D1（重均分子量为5000道尔顿，含有氯端官能团），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚D2（重均分子量为15000道尔顿，含有氯端官能团），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚D3（重均分子量为30000道尔顿，含有氯端官能团），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚苯硫醚D4（重均分子量为15000道尔顿，不含有氯端官能团），长兴化学材料(珠海)有限公司；

聚醚砜A（重均分子量为30000道尔顿），自制；

聚醚砜B（重均分子量为45000道尔顿，含有羟基官能团），自制；

聚亚苯基砜A（重均分子量为40000道尔顿），自制；

聚亚苯基砜B（重均分子量为60000道尔顿，含有羟基官能团），自制；

抗氧剂：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，广州融大化工有限公司；

吸酸剂：氧化铝，南京瑞创化工科技有限公司。

聚砜制备方法：

在反应釜中加入4,4-二氯二苯砜，双酚A，碳酸钠，再加入有机溶剂N-甲基吡咯烷酮，向反应釜内压入氮气，将釜内压力升至1-2MPa；加热使釜内温度180~210℃，恒温1-3小时后升温至210-250℃。恒温1-3小时，加入双酚A继续反应，即可完成聚合反应得到聚合物粘液。将聚合物粘液进行冷却、过滤、洗涤、干燥后得到产物。羟基官能团根据调节双酚A的比例得到，分子量根据调节4,4-二氯二苯砜比例及反应时间得到。

聚醚砜制备方法：

在反应釜中加入4,4-二氯二苯砜，双酚S，成盐剂碳酸钠，再加入有机溶剂N-甲基吡咯烷酮，向反应釜内压入氮气，将釜内压力升至1-2MPa；加热使釜内温度180~220℃，恒温1-2.5小时后升温至220-255℃。恒温1-4小时，加入双酚S继续反应，即可完成聚合反应得到聚合物粘液。将聚合物粘液进行冷却、过滤、洗涤、干燥后得到产物。羟基官能团根据调节双酚S的比例得到，分子量根据调节4,4-二氯二苯砜比例及反应时间得到。

聚亚苯基砜制备方法：

在反应釜中加入4,4-二氯二苯砜，联苯二酚，碳酸钠，再加入环丁砜，向反应釜内压入氮气，将釜内压力升至1-2MPa；加热使釜内温度180~210℃，恒温1-3小时后升温至210-255℃。恒温1-4小时，加入联苯二酚继续反应，即可完成聚合反应得到聚合物粘液。将聚合物粘液进行冷却、过滤、洗涤、干燥后得到产物。羟基官能团根据调节联苯二酚的比例得到，分子量根据调节4,4-二氯二苯砜比例及反应时间得到。

测试方法或标准：见表1

表1

实施例和对比例

实施例1-8及对比例1-3

根据表2中的重量份数称取聚砜、聚苯硫醚、抗氧剂、吸酸剂，将其混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410-480转/分下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。

表2 实施例1-8及对比例1-3中各组成的具体组成及其测试性能结果（重量份数）

实施例9-15和对比例4-6

根据表2中的重量份数称取聚醚砜、聚苯硫醚、抗氧剂、吸酸剂，将其混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410-480转/分下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。

表3 实施例9-15及对比例4-6中各组成的具体组成及其测试性能结果（重量份数）

实施例16-22和对比例7-9

根据表4中的重量份数称取聚亚苯基砜、聚苯硫醚、抗氧剂、吸酸剂，将其混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410-480转/分下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。

表4 实施例16-22及对比例7-9中各组成的具体组成及其测试性能结果（重量份数）

根据上述实施例以及对比例可知，使用聚芳醚砜树脂和聚苯硫醚树脂进行复配结合来制备聚芳醚砜组合物，在提升了组合物的流动性也增强了组合物的力学性能，同时还降低了制备过程中的加工温度。由表2中的实施例1、实施例7和实施例8，表3中的实施例9和实施例15，表4中的实施例16和实施例22可知，当加入的重均分子量为30000-60000道尔顿的含羟基官能团的聚砜树脂的重量百分比为20%-30%时，所得组合物具有较高的流动性和较好的力学性能。

Claims (4)

1.一种聚芳醚砜模塑组合物，其特征在于，按重量份算，包括以下组分：

聚芳醚砜树脂 90-99份；

聚苯硫醚树脂 0.5-10份；

所述聚苯硫醚树脂，按重量百分比算，包括组分：

10-70%的C组分：重均分子量为35000-60000道尔顿的聚苯硫醚树脂；

30-90%的D组分：重均分子量为5000-30000道尔顿的含有氯端官能团的聚苯硫醚树脂；

所述聚芳醚砜树脂含有重量百分比为20-30%的重均分子量为30000-60000道尔顿的含有羟基官能团的聚芳醚砜树脂；

所述聚芳醚砜树脂选自双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜中的一种。

2.根据权利要求1所述聚芳醚砜模塑组合物，其特征在于，还包括重量份为0.1 -0.5份的抗氧剂，所述抗氧剂为耐高温的受阻酚类抗氧剂，选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯、2，8-二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。

3.根据权利要求1所述聚芳醚砜模塑组合物，其特征在于，还包括重量份为0.2-0.3份的吸酸剂，所述吸酸剂选自氧化铝、氧化钙、氧化镁中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述聚芳醚砜模塑组合物的制备方法，其特征在于，将聚芳醚砜和聚苯硫醚混合均匀后加入双螺杆造粒机中，在螺杆转速为410-480转/分下进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚芳醚砜模塑组合物。