CN109943055A

CN109943055A - 一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强ppo/lcp复合合金材料及其制备方法

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Publication number: CN109943055A
Application number: CN201910078273.0A
Authority: CN
Inventors: 罗文平; 乔志龙
Original assignee: State-Run Science And Technology Co Ltd In Guangdong
Current assignee: State-Run Science And Technology Co Ltd In Guangdong
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料及其制备方法，该复合材料包括PPO树脂60～75％、LCP塑胶5～10％、相容剂8～15％、增强玻璃纤维3～8％、润滑剂3～6％、抗氧化剂2～3％、阻燃剂2～5％；所述相容剂为PP‑g‑MAH，所述PPO树脂与所述LCP塑胶的重量之比为10：0.5～1，该复合材料具有高耐温高刚性低蠕变阻燃的优点，且该复合材料的制备方法能制备出具有上述优点的PPO/LCP复合合金材料。

Description

一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料及其制备方法。

背景技术

化学名聚苯醚，简称PPO，由2，6-二取代基苯酚经氧化偶联聚合而成的热塑性树脂，一般呈土黄色粉末状，PPO的结构分子中含有苯环，苯环具有较好的稳定性和刚性，然而，正是由于苯环的刚性强，因而PPO应用时容易产生裂口，该裂口影响了PPO作为高刚性材料的应用，目前，通过将PPO树脂进行改性以提高PPO树脂的性能，其中之一是通过PPO树脂合金化的方式来改性PPO树脂。

目前的PPO主要是采用容易成型的聚合物来与其合金化，但是这些聚合物的力学性能不一般，不能进一步地提高PPO的刚性、耐温性等，因而致使PPO在高温高冲击等使用环境下仍受到局限。市面上的LCP塑胶原料属于液晶聚合物，其在熔融态时一般呈现液晶性，且具有优异的耐热性和成型加工性能，该液晶结构能增强PPO的力学性能、耐温性能和阻燃性能等，然而现有技术中仅是将PPO树脂与LCP塑胶树脂共混从而获得相应的复合材料，但是PPO与LCP塑胶之间的粘接枝性能较差，导致PPO与LCP塑胶复合材料的刚性、蠕变性能、耐温和阻燃性能并不太理想。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的在于提供一种玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，该复合材料具有高耐温、高刚性、低蠕变和阻燃的优点，且提供了一种能制出上述优点的PPO/LCP复合合金材料的制备方法。

为实现上述发明目的之一，提供以下技术方案：

提供一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，包括以下重量百分比的组份：

PPO树脂 60～75％

LCP塑胶 5～10％

相容剂 8～15％

增强玻璃纤维 3～8％

润滑剂 3～6％

抗氧化剂 2～3％

阻燃剂 2～5％；

所述相容剂为PP-g-MAH；

所述PPO树脂与所述LCP塑胶的重量之比为10：0.5～1。

其中，所述PPO树脂的粘度为0.2～0.5dL/g。

其中，所述LCP塑胶为热致性LCP塑胶，该热致性LCP塑胶的弯曲强度为214～221

Mpa。

其中，所述润滑剂是乙撑双硬脂酰胺、硬酯酸锌、硬脂酸丁酯中的一种或任意两种以上的混合物。

其中，所述抗氧化剂是丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚中的一种或任意两种以上的混合物。

其中，所述阻燃剂由添加型阻燃剂与反应型阻燃剂复合而成，所述添加型阻燃剂与反应型阻燃剂的重量之比为2:1。

其中，所述添加型阻燃剂是氢氧化镁和聚磷酸铵中的任意一种，反应型阻燃剂是聚五溴苯酚基丙烯酸酯、六溴水散体、氢氧化镁中的一种或任意两种以上的混合物。

为实现上述发明目的之二，提供以下技术方案：

提供一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料的制备方法，包括以下步骤，

1)称取配方量的PPO树脂，在50～60℃温度条件下加热该PPO树脂30～40min，然后在80～95℃下继续加热10～20min，接着冷却至55～65℃，往其加入甲苯水溶液，搅拌均匀后，继续在55～65℃温度条件下加入醋酸酐，所述醋酸酐与所述PPO树脂的摩尔比为2:0.5～1，得到端羟基的PPO树脂；

2)将上述配方量的LCP塑胶、PP-g-MAH、PPO树脂、LCP塑胶、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂和所得的端羟基的PPO树脂在270～290℃温度下加热并搅拌均匀，得到混合料，将该混合料从造粒机的主喂漏斗加入造粒机中，然后从侧喂漏斗加入上述配方量的增强玻璃纤维，通过造粒机切粒，得到玻纤增强PPO/LCP复合合金材料。

其中，所述PP-g-MAH中，马来酸酐的接枝率为5～10wt％。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用PP-g-MAH作为相容剂，使得PPO与LCP塑胶能较好地交联，进而使得PPO与LCP塑胶二者的刚性、耐温性能和阻燃性能增加，且由于PP-g-MAH为软段分子，其不但起到了交联的作用，还能改善复合合金材料蠕变的问题，并且由于LCP塑胶为液晶结构，可进一步地改善复合合金材料蠕变的问题。

(2)由于LCP塑胶与PPO的粘接性不好，且由于LCP塑胶为液晶结构，当LCP塑胶与PPO的占比超过一定量时，会降低复合合金材料的缺口抗冲击强度，本发明控制所述PPO树脂与所述LCP塑胶的重量之比为20:1～2，既能提高了复合合金材料的刚性，又能最大限度地保证复合合金材料的缺口抗冲击强度。

(3)本发明的PPO改性为端羟基的PPO树脂，提高了PPO的活性，从而提高了其与PP-g-MAH的相容性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1。

提供一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，包括以下重量百分比的组份：PPO树脂64％、LCP塑胶6％、相容剂8％、增强玻璃纤维8％、润滑剂6％、抗氧化剂3％、阻燃剂5％、相容剂为PP-g-MAH；

本实施例中，PPO树脂的粘度为0.2～0.5dL/g，以便提高树脂的注塑成型性。

本实施例中，LCP塑胶为热致性LCP塑胶，该热致性LCP塑胶的弯曲强度为214～221

Mpa，热致性LCP塑胶能在熔融状态下加工。

本实施例中，润滑剂是乙撑双硬脂酰胺、硬酯酸锌、硬脂酸丁酯中的一种或任意两种以上的混合物。

本实施例中，抗氧化剂是丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚中的一种或任意两种以上的混合物。

本实施例中，阻燃剂由添加型阻燃剂与反应型阻燃剂复合而成，添加型阻燃剂与反应型阻燃剂的重量之比为2:1，以便于提高了阻燃剂与聚合物之间的反应。

本实施例中，添加型阻燃剂是氢氧化镁和聚磷酸铵中的任意一种，反应型阻燃剂是聚五溴苯酚基丙烯酸酯、六溴水散体、氢氧化镁中的一种或任意两种以上的混合物。

该一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料的制备方法，包括以下步骤，

1)称取配方量的PPO树脂，在60℃温度条件下加热该PPO树脂40min，然后在95℃下继续加热20min，接着冷却至65℃，往其加入甲苯水溶液，搅拌均匀后，继续在65℃温度条件下加入醋酸酐，醋酸酐与PPO树脂的摩尔比为2:0.5，得到端羟基的PPO树脂；

2)将上述配方量的LCP塑胶、PP-g-MAH、PPO树脂、LCP塑胶、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂和所得的端羟基的PPO树脂在290℃温度下加热并搅拌均匀，得到混合料，将该混合料从造粒机的主喂漏斗加入造粒机中，然后从侧喂漏斗加入上述配方量的增强玻璃纤维，通过造粒机切粒，得到玻纤增强PPO/LCP复合合金材料。

本实施例中，PP-g-MAH中，马来酸酐的接枝率为5～10wt％，保证了相容剂的相容性。

实施例2。

提供一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，包括以下重量百分比的组份：PPO树脂75％、LCP塑胶7.5％、相容剂10％、增强玻璃纤维3％、润滑剂3％、抗氧化剂2％、阻燃剂2％，相容剂为PP-g-MAH，该相容剂含丙烯酸和马来酸酐能提高PPO与LCP的相容性。

Mpa，热致性LCP塑胶能在熔融状态下加工。

1)称取配方量的PPO树脂，在60℃温度条件下加热该PPO树脂40min，然后在95℃下继续加热20min，接着冷却至65℃，往其加入甲苯水溶液，搅拌均匀后，继续在55℃温度条件下加入醋酸酐，醋酸酐与PPO树脂的摩尔比为2:1，得到端羟基的PPO树脂；

2)将上述配方量的LCP塑胶、PP-g-MAH、PPO树脂、LCP塑胶、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂和所得的端羟基的PPO树脂在280℃温度下加热并搅拌均匀，得到混合料，将该混合料从造粒机的主喂漏斗加入造粒机中，然后从侧喂漏斗加入上述配方量的增强玻璃纤维，通过造粒机切粒，得到玻纤增强PPO/LCP复合合金材料。

实施例3。

提供一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，包括以下重量百分比的组份：PPO树脂65％、LCP塑胶％5.2、相容剂12％、增强玻璃纤维5.8％、润滑剂5％、抗氧化剂3％、阻燃剂4％、相容剂为PP-g-MAH。

Mpa，热致性LCP塑胶能在熔融状态下加工。

1)称取配方量的PPO树脂，在55℃温度条件下加热该PPO树脂35min，然后在85℃下继续加热15min，接着冷却至60℃，往其加入甲苯水溶液，搅拌均匀后，继续在60℃温度条件下加入醋酸酐，醋酸酐与PPO树脂的摩尔比为2:0.8，得到端羟基的PPO树脂；

2)将上述配方量的LCP塑胶、PP-g-MAH、PPO树脂、LCP塑胶、相容剂、润滑剂、抗氧化剂、阻燃剂和所得的端羟基的PPO树脂在285℃温度下加热并搅拌均匀，得到混合料，将该混合料从造粒机的主喂漏斗加入造粒机中，然后从侧喂漏斗加入上述配方量的增强玻璃纤维，通过造粒机切粒，得到玻纤增强PPO/LCP复合合金材料。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：包括以下重量百分比的组份：

所述相容剂为PP-g-MAH；

所述PPO树脂与所述LCP塑胶的重量之比为10：0.5～1。

2.根据权利要求1所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述PPO树脂的粘度为0.2～0.5dL/g。

3.根据权利要求1所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述LCP塑胶为热致性LCP塑胶，该热致性LCP塑胶的弯曲强度为214～221Mpa。

4.根据权利要求1所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述润滑剂是乙撑双硬脂酰胺、硬酯酸锌、硬脂酸丁酯中的一种或任意两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述抗氧化剂是丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚中的一种或任意两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述阻燃剂由添加型阻燃剂与反应型阻燃剂复合而成，所述添加型阻燃剂与反应型阻燃剂的重量之比为2:1。

7.根据权利要求6所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料，其特征是：所述添加型阻燃剂是氢氧化镁和聚磷酸铵中的任意一种，反应型阻燃剂是聚五溴苯酚基丙烯酸酯、六溴水散体、氢氧化镁中的一种或任意两种以上的混合物。

8.权利要求1～7任一项所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤，

9.根据权利要求8所述的一种高耐温高刚性低蠕变阻燃玻纤增强PPO/LCP复合合金材料的制备方法，其特征是：所述PP-g-MAH中，马来酸酐的接枝率为5～10wt％。