CN110305460B - 一种ppo/lcp复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种PPO/LCP复合材料及其制备方法。该复合材料包括如下重量份原料：液晶聚合物30‑70份，聚苯醚10‑30份，短玻璃纤维10‑20份，无机填料10‑20份，相容剂2‑8份，抗氧剂0.1‑0.5份，润滑剂0.5‑1份。本发明制备的复合材料耐高温，尺寸稳定性好，适用于制备小型的电子器件。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种PPO/LCP复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯醚（PPO）具有优良的机械强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、尺寸稳定性、难燃有自熄性。其介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。主要缺点是熔融流动性差，加工成型困难，耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差。
液晶聚合物（LCP）具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，而且耐磨、减磨性均优异。LCP的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能熄灭火焰而不再继续进行燃烧，其燃烧等级达到UL94V-0级水平。LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高，耐电弧性良好，在连续使用温度200-300oC，其电性能不受影响，间断使用温度可达316℃左右。LCP具有突出的耐腐蚀性能，LCP制品在浓度为90%酸及浓度为50%碱存在下不会受到侵蚀，对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂。LCP塑胶原料其具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良，被用于电子、电气领域，但是由于电子电气的表面装配焊接技术对材料的尺寸稳定性和耐热性有很高的要求，现有的LCP材料不能充分满足要求。。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种PPO/LCP复合材料及其制备方法，利用均具有较好耐热性和电绝缘性的PPO与LCP共混复合，通过加入短玻璃纤维和无机填料制备出耐热，绝缘，尺寸稳定的材料，可应用于电子电气领域。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种PPO/LCP复合材料，包括以下重量份组分：液晶聚合物30-70份，聚苯醚10-30份，短玻璃纤维10-20份，无机填料10-20份，相容剂2-8份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.5-1份。
所述液晶聚合物为热致性液晶聚合物。
所述短玻璃纤维的长度为3-25mm，纤维直径为9 - 13μm，优选为短玻璃纤维的长度为6mm，纤维直径为10μm。
所述无机填料为云母、高岭土、滑石粉、玻璃粉、石棉粉、石英粉、蒙脱土、硅灰石中的任意一种或几种，优选为云母。
所述相容剂为PPO-g-MAH、PPO-g-SEBS、PP-g-MAH、PE-g-MAH中的任意一种或几种，优选为PPO-g-MAH。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂MB、抗氧剂264中的任意一种或几种，优选为抗氧剂1076。
所述润滑剂为微晶石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、液体石蜡、天然石蜡、己内酰脲二醇的脂肪酸酯、聚甘油醚的脂肪酸酯、硬脂酰胺、油酸酰胺、软脂酰胺、N，N'-亚甲基双硬脂酰胺、N，N'-亚乙基双硬脂酰胺、N，N'-亚乙基双油酸酰胺中的任意一种或几种，优选为聚甘油醚的脂肪酸酯。
上述PPO/LCP复合材料及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将液晶聚合物和聚苯醚分别进行干燥处理，得到干燥后的液晶聚合物和聚苯醚；
（2）用步骤（1）干燥处理后的液晶聚合物、聚苯醚，以及短玻璃纤维，相容剂，抗氧剂，润滑剂，无机填料按重量份进行混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）中得到的混合物通过挤出机进行挤出造粒。
进一步，步骤（3）中挤出机温度为：一区温度260 ～ 270℃，二区温度275 ～ 285℃，三区温度275 ～ 285℃，四区温度275 ～285℃，五区温度280 ～ 290℃，六区温度280～ 290℃，七区温度280 ～ 290℃，八区温度275 ～ 285℃，机头260 ～ 270℃。
本发明的有益效果：
本发明利用LCP熔体粘度低，流动性好和具有优异的耐化学药品性来改善PPO耐化学药品性差和加工成型困难的缺点，并且加入短玻璃纤维，通过挤出机的剪切作用进一步减小玻璃纤维尺寸，从而用来制备小型电子器件时纤维不易外露，并且添加无机填料增加制件的尺寸稳定性，制备出耐热、尺寸稳定性好的小型电子器件材料。
具体实施方式
本领域技术人员对本申请有更加清楚的理解和认识。以下各具体实施例不应在任何程度上被理解或解释为对本申请权利要求书请求保护范围的限制。
一种PPO/LCP复合材料，包括以下重量份组分：液晶聚合物30-70份，聚苯醚10-30份，短玻璃纤维10-20份，无机填料10-20份，相容剂2-8份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.5-1份。
所述液晶聚合物为热致性液晶聚合物。
所述短玻璃纤维的长度为3-25mm，纤维直径为9 - 13μm，优选为短玻璃纤维的长度为6mm，纤维直径为10μm。
所述无机填料为云母、高岭土、滑石粉、玻璃粉、石棉粉、石英粉、蒙脱土、硅灰石中的任意一种或者几种混合，优选为云母。
所述相容剂为PPO-g-MAH、PPO-g-SEBS、PP-g-MAH、PE-g-MAH中的任意一种或几种混合，优选为PPO-g-MAH。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂MB、抗氧剂264中的任意一种或几种混合，优选为抗氧剂1076。
所述润滑剂为微晶石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、液体石蜡、天然石蜡、己内酰脲二醇的脂肪酸酯、聚甘油醚的脂肪酸酯、硬脂酰胺、油酸酰胺、软脂酰胺、N，N'-亚甲基双硬脂酰胺、N，N'-亚乙基双硬脂酰胺、N，N'-亚乙基双油酸酰胺中的任意一种或几种混合，优选为聚甘油醚的脂肪酸酯。
一种PPO/LCP复合材料及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将液晶聚合物和聚苯醚分别进行干燥处理，得到干燥后的液晶聚合物和聚苯醚；
（2）将步骤（1）中干燥处理后的液晶聚合物、聚苯醚，以及短玻璃纤维，相容剂，抗氧剂，润滑剂，无机填料按重量份进行混合均匀，得到混合物；
（3）将步骤（2）中得到的混合物通过挤出机进行挤出造粒。
进一步，挤出机温度为：一区温度260 ～ 270℃，二区温度275 ～ 285℃，三区温度275 ～ 285℃，四区温度275 ～285℃，五区温度280 ～ 290℃，六区温度280 ～ 290℃，七区温度280 ～ 290℃，八区温度275 ～ 285℃，机头260 ～ 270℃。
以下通过具体的实例来说明本发明的具体实施方式及效果：
实施例1
称取液晶聚合物30份，聚苯醚30份，短玻璃纤维20份，无机填料20份，相容剂8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.6份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度265℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度285℃，六区温度285℃，七区温度285℃，八区温度280℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
实施例2
称取液晶聚合物70份，聚苯醚10份，短玻璃纤维10份，无机填料10份，相容剂5份，抗氧剂0.5份，润滑剂1份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度260℃，二区温度275℃，三区温度275℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度280℃，七区温度280℃，八区温度275℃，机头265℃。性能结果如表1所示。
实施例3
称取液晶聚合物60份，聚苯醚20份，短玻璃纤维10份，无机填料10份，相容剂7份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.9份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度270℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度290℃，六区温度290℃，七区温度290℃，八区温度280℃，机头265℃。性能结果如表1所示。
实施例4
称取液晶聚合物50份，聚苯醚20份，短玻璃纤维15份，无机填料15份，相容剂3份，抗氧剂0.4份，润滑剂0.8份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度270℃，二区温度285℃，三区温度285℃，四区温度285℃，五区温度290℃，六区温度290℃，七区温度290℃，八区温度285℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
实施例5
称取液晶聚合物40份，聚苯醚30份，短玻璃纤维15份，无机填料15份，相容剂7份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.6份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度265℃，二区温度275℃，三区温度275℃，四区温度275℃，五区温度285℃，六区温度285℃，七区温度285℃，八区温度280℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
对比例1
本比例为未共混改性的液晶高分子，挤出机温度为：一区温度265℃，二区温度275℃，三区温度275℃，四区温度275℃，五区温度285℃，六区温度285℃，七区温度285℃，八区温度280℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
对比例2
称取液晶聚合物70份，聚苯醚30份，相容剂8份，抗氧剂0.4份，润滑剂0.7份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度270℃，二区温度285℃，三区温度285℃，四区温度285℃，五区温度290℃，六区温度290℃，七区温度290℃，八区温度285℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
对比例3
称取液晶聚合物70份，聚苯醚10份，短玻璃纤维20份，相容剂7份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.6份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度265℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度285℃，六区温度285℃，七区温度285℃，八区温度280℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
对比例4
称取液晶聚合物70份，聚苯醚10份，无机填料20份，相容剂6份，抗氧剂0.4份，润滑剂0.7份，将其混合均匀，挤出造粒，挤出机温度为：一区温度265℃，二区温度275℃，三区温度275℃，四区温度275℃，五区温度285℃，六区温度285℃，七区温度285℃，八区温度280℃，机头270℃。性能结果如表1所示。
性能测试：
（1）拉伸性能测试：按照ASTM D638的标准进行，拉伸速度为20mm/min。
（2）冲击性能测试：按照ASTM D256的标准进行。
（3）弯曲性能测试：按照ASTM D790的标准进行，测试速度为5mm/min。
表1本发明对比例及实施例性能测试表
| 名称 | 拉伸强度(MPa) | 缺口冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) | 弯曲强度(MPa) | 弯曲模量(MPa） |
| 对比例1 | 83 | 2.8 | 158 | 7534 |
| 对比例2 | 91 | 2.6 | 163 | 7954 |
| 对比例3 | 106 | 2.5 | 172 | 7425 |
| 对比例4 | 94 | 2.1 | 152 | 8032 |
| 实施例1 | 117 | 3.6 | 176 | 8462 |
| 实施例2 | 137 | 5.2 | 193 | 9038 |
| 实施例3 | 132 | 5.6 | 191 | 9075 |
| 实施例4 | 128 | 4.5 | 189 | 8854 |
| 实施例5 | 121 | 4.1 | 183 | 8724 |
如表1所示，实施例得到的材料具有较高的力学性能，均高于对比例，其中实施例2和实施例3中得到的材料具有最高的力学性能，适当的玻纤和无机填料的加入有助于力学性能的提高，本发明制备的材料具有较好的力学性能，可以制备出耐热、尺寸稳定性好的小型电子器件材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种PPO/LCP复合材料的制备方法，其特征在于，所述PPO/LCP复合材料由以下重量份组分组成：液晶聚合物70份，聚苯醚10份，短玻璃纤维10份，无机填料10份，相容剂5份，抗氧剂0.5份，润滑剂1份；
所述短玻璃纤维的长度为：3-25mm；短玻璃纤维直径：9-13μm；
所述相容剂为PPO-g-MAH、PP-g-MAH、PE-g-MAH中的任意一种或几种；
所述无机填料为云母、高岭土、滑石粉、玻璃粉、石棉粉、石英粉、蒙脱土、硅灰石中的任意一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂MB、抗氧剂264中的任意一种或几种；
所述液晶聚合物为热致性液晶聚合物；
所述润滑剂为微晶石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、液体石蜡、天然石蜡、聚甘油醚的脂肪酸酯、硬脂酰胺、油酸酰胺、软脂酰胺中的任意一种或几种；
所述的方法包括以下步骤：
（1）将液晶聚合物和聚苯醚分别进行干燥处理，得到干燥后的液晶聚合物和聚苯醚；
（2）将步骤（1）中干燥处理后的液晶聚合物、聚苯醚，以及短玻璃纤维，相容剂，抗氧剂，润滑剂，无机填料按重量份进行混合均匀，得到混合物；
（3）对步骤（2）中得到的混合物通过挤出机进行挤出造粒；
步骤（3）中所述挤出机温度为：一区温度260～270℃，二区温度275～285℃，三区温度275～285℃，四区温度275～285℃，五区温度280～290℃，六区温度280～290℃，七区温度280～290℃，八区温度275～285℃，机头260～270℃。
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