CN111925650A - 聚苯硫醚组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚苯硫醚组合物及其制备方法，属于组合物技术领域。该聚苯硫醚组合物中，各组分的质量百分含量包括：新料聚苯硫醚：20％‑78.9％；熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋：10％‑30％；改性剂：1％‑20％；玻璃纤维：10％‑40％；抗氧化剂：0.1％‑2％。该制备方法能够制得该聚苯硫醚组合物。其新料聚苯硫醚为主，加入一定量熔融指数大于或者等于10g/10min的回收的聚苯硫醚后仍然可制得高性能的玻纤增强聚苯硫醚，其中，拉伸强度的取值范围为171MPA‑184MPA；断裂伸长率的取值范围为0.9％‑1.2％；弯曲强度的取值范围为229MPA‑242MPA；弯曲模量的取值范围为13190MPA‑14870MPA；缺口冲击强度的取值范围为7.8kJ/m2‑9.2kJ/m2。

Description

聚苯硫醚组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及组合物技术领域，特别是涉及聚苯硫醚组合物及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚具有优良的耐高温、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。聚苯硫醚纤维主要应用高温和含腐蚀性物质环境的过滤材料。随着环保要求的提高，聚苯硫醚纤维袋式除尘器因其具有除尘效率高，捕集粒径范围大，能适应高温、高湿、高浓度、微细粉尘、腐蚀性气体等特点，而被越来越广泛地应用到燃煤电厂等行业的高温烟气除尘过程中，烟气成分主要是CO2,SOX,NOX,杂环烃等气体和粉煤灰等，在高温湿态酸性环境下，聚苯硫醚纤维袋式除尘器使用寿命3年左右。因此每年会产生大量的废弃聚苯硫醚滤袋，它们在自然环境中很难降解，如果处理不当，其附带的粉尘和有害化学物质对环境会造成污染。
废弃聚苯硫醚过滤袋具有回收再利用价值，特别是在高性能工程塑料领域具有极大的应用潜能。受使用工况环境的影响，废弃聚苯硫醚过滤袋的物性差异极大，如有些工况废弃的聚苯硫醚滤袋由于聚苯硫醚过度交联，导致熔体粘度过高，回收料的加工性很差；有些工况的聚苯硫醚回收料降解严重，导致力学性能极差。由此聚苯硫醚回收料应用于工程塑料产品的综合性能不高，质量不稳定，只能用于低端产品。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种聚苯硫醚组合物及其制备方法，根据回收料的特点，与回收料与新料按照一定比例混合，经过化学改性和玻纤增强开发出品质稳定的高性能聚苯硫醚工程塑料，既降低了成本，又使回收料在高性能聚苯硫醚工程塑料产品中得到应用，从而更加适于实用。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的聚苯硫醚组合物的技术方案如下：
本发明提供的聚苯硫醚组合物各组分的质量百分含量包括：
新料聚苯硫醚：20％-78.9％；
熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋：10％-30％；
改性剂：1％-20％；
玻璃纤维：10％-40％；
抗氧化剂：0.1％-2％。
本发明提供的聚苯硫醚组合物还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述改性剂选自环状酸酐型改性剂、羧酸型改性剂、环氧型改性剂、恶唑啉型改性剂、酰亚胺型改性剂、异氰酸酯型改性剂中的一种或者多种的混合物。
作为优选，所述玻璃纤维选自长玻璃纤维或者短切玻璃纤维，其中，所述长玻璃纤维是指长度取值范围为6mm-25mm的玻璃纤维；所述短切玻璃纤维是指长度取值范围为3mm-6mm的玻璃纤维。
作为优选，所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、含硫类抗氧化剂、复合抗氧化剂中的一种或者几种的混合物，其中，所述复合抗氧化剂是指有两种或者两种以上不同类型主、辅抗氧化剂或同一类型不同分子结构的抗氧化剂复配制成的抗氧化剂。
为了达到上述第二个目的，本发明提供聚苯硫醚组合物的制备方法的技术方案如下：
本发明提供的聚苯硫醚组合物的制备方法包括以下步骤：
按照质量百分含量包括：新料聚苯硫醚：20％-78.9％；熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋：10％-30％；改性剂：1％-20％；玻璃纤维：10％-40％；抗氧化剂：0.1％-2％称取各组分；
将新料聚苯硫醚、改性剂、抗氧化剂混合，得到混合后的中间产物；
所述混合后的中间产物通过主喂料器喂入螺杆；
熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋通过侧喂料器喂入螺杆；
将玻璃纤维从玻璃纤维加料口喂入螺杆；
所述中间产物、熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋、玻璃纤维共同依次经过熔融挤出、冷却、造粒后得到所述聚苯硫醚组合物。
本发明提供的聚苯硫醚组合物的制备方法还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，熔融挤出造粒温度的取值范围为260℃～305℃。
作为优选，将新料聚苯硫醚、改性剂、抗氧化剂混合，得到混合后的中间产物的过程中，混合设备选自高速混合机或者双螺旋锥形混合机。
本发明提供的聚苯硫醚组合物及其制备方法新料聚苯硫醚为主，加入一定量熔融指数大于或者等于10g/10min的回收的聚苯硫醚后仍然可制得高性能的玻纤增强聚苯硫醚，其中，拉伸强度的取值范围为171MPA-184MPA；断裂伸长率的取值范围为0.9％-1.2％；弯曲强度的取值范围为229MPA-242MPA；弯曲模量的取值范围为13190MPA-14870MPA；缺口冲击强度的取值范围为7.8kJ/m2-9.2kJ/m2。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的聚苯硫醚组合物的制备方法步骤流程图。
具体实施方式
有鉴于此，本发明提供了一种聚苯硫醚组合物及其制备方法，根据回收料的特点，与回收料与新料按照一定比例混合，经过化学改性和玻纤增强开发出品质稳定的高性能聚苯硫醚工程塑料，既降低了成本，又使回收料在高性能聚苯硫醚工程塑料产品中得到应用，从而更加适于实用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种聚苯硫醚组合物及其制备方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
实施例1
干燥后的质量百分比28％的新料聚苯硫醚与2％的改性剂马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合5分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆；干燥后的30％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，280℃，282℃，285℃，285℃，283℃，280℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例2
干燥后的质量百分比33％的新料聚苯硫醚与2％改性剂甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合5分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的25％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，290℃，292℃，295℃，295℃，293℃，290℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例3
干燥后的质量百分比31％的新料聚苯硫醚与4％改性剂甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合5分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的25％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，290℃，292℃，295℃，295℃，293℃，290℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例4
干燥后的质量百分比36％的新料聚苯硫醚与4％改性剂乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合8分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的20％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，280℃，282℃，285℃，285℃，283℃，280℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例5
干燥后的质量百分比34％的新料聚苯硫醚与改性剂3％乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和3％乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合8分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的20％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，275℃，278℃，280℃，280℃，278℃，275℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例6
干燥后的质量百分比39％的新料聚苯硫醚与6％改性剂马来酸酐接枝聚丙烯和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合10分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的回收的15％聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，290℃，292℃，295℃，295℃，293℃，290℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例7
干燥后的质量百分比42％的新料聚苯硫醚与8％改性剂乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合10分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的10％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，290℃，295℃，300℃，300℃，295℃，293℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
实施例8
干燥后的质量百分比40％的新料聚苯硫醚与10％改性剂丙烯醋酸接枝环氧树脂和总物料的0.5％抗氧化剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯在高速混料机中混合10分钟，混匀后的物料通过主喂料器喂入螺杆,干燥后的10％回收的聚苯硫醚通过侧喂料器强制喂入螺杆,螺杆各区温度为260℃，295℃，300℃，305℃，305℃，300℃，297℃，与玻璃纤维熔融挤出、冷却、造粒制得聚苯硫醚组合物。
其中，实施例1-8中的玻璃纤维的质量百分含量为100％减去其余各组分质量百分含量所得的余量。
性能测试：将实施例1-8制得的产品进行以下性能测试，结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002589471520000071
Figure BDA0002589471520000081
上述表1数据可知，实现了新料聚苯硫醚为主，加入一定量熔融指数大于或者等于10g/10min的回收的聚苯硫醚后仍然可制得高性能的玻纤增强聚苯硫醚，其中，拉伸强度的取值范围为171MPA-184MPA；断裂伸长率的取值范围为0.9％-1.2％；弯曲强度的取值范围为229MPA-242MPA；弯曲模量的取值范围为13190MPA-14870MPA；缺口冲击强度的取值范围为7.8kJ/m2-9.2kJ/m2。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种聚苯硫醚组合物，其特征在于，各组分的质量百分含量包括：
新料聚苯硫醚：20％-78.9％；
熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋：10％-30％；
改性剂：1％-20％；
玻璃纤维：10％-40％；
抗氧化剂：0.1％-2％。
2.根据权利要求1所述的聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述改性剂选自环状酸酐型改性剂、羧酸型改性剂、环氧型改性剂、恶唑啉型改性剂、酰亚胺型改性剂、异氰酸酯型改性剂中的一种或者多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述玻璃纤维选自长玻璃纤维或者短切玻璃纤维，其中，所述长玻璃纤维是指长度取值范围为6mm-25mm的玻璃纤维；所述短切玻璃纤维是指长度取值范围为3mm-6mm的玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述抗氧化剂选自受阻酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、含硫类抗氧化剂、复合抗氧化剂中的一种或者几种的混合物，其中，所述复合抗氧化剂是指有两种或者两种以上不同类型主、辅抗氧化剂或同一类型不同分子结构的抗氧化剂复配制成的抗氧化剂。
5.权利要求1-4中任一所述的聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照质量百分含量包括：新料聚苯硫醚：20％-78.9％；熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋：10％-30％；改性剂：1％-20％；玻璃纤维：10％-40％；抗氧化剂：0.1％-2％称取各组分；
将新料聚苯硫醚、改性剂、抗氧化剂混合，得到混合后的中间产物；
所述混合后的中间产物通过主喂料器喂入螺杆；
熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋通过侧喂料器喂入螺杆；
将玻璃纤维从玻璃纤维加料口喂入螺杆；
所述中间产物、熔融指数大于或者等于10g/min的废旧聚苯硫醚滤袋、玻璃纤维共同依次经过熔融挤出、冷却、造粒后得到所述聚苯硫醚组合物。
6.根据权利要求5所述的聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，熔融挤出造粒温度的取值范围为260℃～305℃。
7.根据权利要求5所述的聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，将新料聚苯硫醚、改性剂、抗氧化剂混合，得到混合后的中间产物的过程中，混合设备选自高速混合机或者双螺旋锥形混合机。
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