CN112341816A - 一种pps复合材料及其制备方法和一种应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PPS复合材料，按重量份计，包括以下组分：PPS树脂100份；亚磷酸金属盐0.1‑10份。通过加入亚磷酸金属盐，能够提升PPS复合材料的结晶速率。不仅能够使PPS复合材料具有快速结晶的优点，而且能够提升PPS复合材料的熔体流动速率。

Description

一种PPS复合材料及其制备方法和一种应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种PPS复合材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚（PPS）具有优异的耐热性、耐溶剂、高尺寸稳定性，还具有优良的介电性能、优良的阻燃性及力学性能，广泛应用于电子电气、汽车、机械、化工等领域。但是PPS的结晶速度比较慢，导致其成型周期变长、降低了生产效率，并且由于过长的结晶时间，容易导致出模时强度不够，使得产生出模顶裂、顶白、顶凸等问题，因此，如何提高PPS的结晶速度，缩短成型周期，是PPS改性研究中的重要课题。
但是，由于各种聚合物的成核方式与成核机理并不完全相同，现有技术中应用于PP、PE、LCP等热塑性树脂的成核剂并不能应用于PPS复合材料中。如常见的超细滑石粉、金属羧酸盐等，由于PPS分子中主链含有大量苯环，刚性大，难以围绕成核剂形成微晶核，因此普通成核剂对PPS的结晶并无促进作用。
进一步的，PPS复合材料在加入填料后会导致熔体流动速率的下降，在提升了PPS复合材料结晶速率的前提下，如果PPS复合材料的熔体流动性下降，可能会导致制件中充填不完整、孔洞、表面不完整等缺陷。
发明内容
本发明目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种具有高结晶速率的PPS复合材料。
本发明的另一目的在于，提供上述PPS复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种PPS复合材料，按重量份计，包括以下组分：
PPS树脂 100份；
亚磷酸金属盐 0.1-10份。
优选的，按重量份计，亚磷酸金属盐2.5-7份。在本优选的用量范围下，对于PPS复合材料熔体流动性的提升更好。
亚磷酸金属盐能够在PPS树脂基体中成核的原理是亚磷酸金属盐与PPS反应，形成具有微小尺寸的晶核，晶核作为结晶中心，从而促进PPS的结晶速度。
所述的亚磷酸金属盐选自亚磷酸铁、亚磷酸钾、亚磷酸锌、亚磷酸铝、亚磷酸镁、亚磷酸氢钾、亚磷酸钠、亚磷酸钙中的至少一种。
优选的，所述的亚磷酸金属盐选自亚磷酸铁、亚磷酸锌、亚磷酸镁中的至少一种。
为了提升PPS复合材料的机械性能，可以加入一定量的无机填料。但是无机填料的加入量越大，PPS复合材料的熔体流动速率下降越多。本发明通过加入一定量的亚磷酸金属盐能够在一定程度上改善熔体流动速率下降的技术缺陷。按重量份计，还包括0-100份无机填料；所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、云母、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅、高岭土、蒙脱土、晶须、玻璃微珠、陶瓷微珠中的至少一种。所述的PPS树脂的熔指在10-250g/10min之间（ISO 1133 -2011标准，300℃，1.2kg）。
上述的PPS复合材料的制备方法，其特征在于，按照配比，将各组分混合均匀后加入通过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出工艺如下，挤出温度：1区180-200℃，2-9区260-290℃，螺杆转速为300-500转/分钟。
亚磷酸金属盐作为PPS复合材料成核剂的应用，按重量份计，包括以下组分：PPS树脂100份；亚磷酸金属盐0.1-10份。
本发明具有如下有益效果
一方面，本发明克服了现有的成核剂无法有效作用与PPS复合材料中的应用缺陷，提供了亚磷酸金属盐作为成核剂，能够有效提升PPS复合材料的结晶性能（降低结晶峰半高宽、提升结晶温度）。另一方面，亚磷酸金属盐的加入，能够在一定程度上改善无机填料加入后导致熔体流动速率下降。
具体实施方式
本发明是通过以下实施例进行更详细描述，但是本发明不受以下实施例的限制。
本发明所使用的原料来源于市售产品：
PPS树脂：PPS 1150C，熔指60g/10min（ISO 1133 -2011标准，300℃，1.2kg）;
亚磷酸镁：市售；
亚磷酸锌：市售；
亚磷酸铁：市售；
亚磷酸钙：市售；
亚磷酸钠：市售；
亚磷酸钾：市售；
碳酸钙：800目；
次磷酸铝：市售。
实施例和对比例PPS复合材料的制备方法：将各组分混合均匀后加入通过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出工艺如下，挤出温度：一区190℃，二区270℃，三区280℃，四区285℃，五区285℃，六区285℃，七区280℃，八区280℃，九区280℃，螺杆转速为400转/分钟。
各项性能测试方法：
（1）结晶温度：采用DSC测试。
（2）结晶峰半高宽：结晶峰半高宽（ΔT1/2）：参照ASTM D3418-2003，Standard TestMethod for Transition Temperatures of PolymersBy Differential ScanningCalorimetry 进行测试。具体的测试方法为采用Perkin Elmer Dimond DSC 分析仪测试样品的熔点；氮气气氛，流速为40mL/min ；测试时先以10℃/min 升温至350℃，在350℃保持5min，然后以10℃/min 冷却到50℃，将放热峰起始温度设为熔点T1，放热峰终点温度设为熔点T2，ΔT1/2= (T1 -T2)/2。。
（3）熔体流动速率：按照ISO1133表针，测试条件300℃，1.2kg
表1：实施例1-5PPS复合材料各组分配比（重量份）及各项性能测试结果
Figure 634396DEST_PATH_IMAGE001
由实施例1-5可知，亚磷酸锌的含量在2.5-7份时结晶峰半高宽较低，并且熔体流动速率较高。当亚磷酸锌含量10份时，熔体流动速率下降，而结晶峰半高宽也会开始上升。
Figure 20378DEST_PATH_IMAGE002
由实施例11可知，50份碳酸钙填料的加入会导致PPS复合材料熔体流动速率的下降。结合对比例2可知，亚磷酸镁的存在能够在一定程度上改善无机填料加入后熔体流动速率下降的缺陷。
Figure 268956DEST_PATH_IMAGE003
。

Claims (8)

1.一种PPS复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
PPS树脂 100份；
亚磷酸金属盐 0.1-10份。
2.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，按重量份计，亚磷酸金属盐2.5-7份。
3.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述的亚磷酸金属盐选自亚磷酸铁、亚磷酸钾、亚磷酸锌、亚磷酸铝、亚磷酸镁、亚磷酸氢钾、亚磷酸钠、亚磷酸钙中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的PPS复合材料，其特征在于，所述的亚磷酸金属盐选自亚磷酸铁、亚磷酸锌、亚磷酸镁中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，按重量份计，还包括0-100份无机填料；所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、云母、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅、高岭土、蒙脱土、晶须、玻璃微珠、陶瓷微珠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的PPS复合材料，其特征在于，所述的PPS树脂的熔指在10-250g/10min之间（ISO 1133 -2011标准，300℃，1.2kg）。
7.权利要求1-6任一项所述PPS复合材料的制备方法，其特征在于，按照配比，将各组分混合均匀后加入通过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出工艺如下，挤出温度：1区180-200℃，2-9区260-290℃，螺杆转速为300-500转/分钟。
8.亚磷酸金属盐作为PPS复合材料成核剂的应用，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：PPS树脂100份；亚磷酸金属盐0.1-10份。
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