CN112457670A - 一种疏水性高cti聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种疏水性高cti聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚30‑80份、玻璃纤维10‑60份、偶联剂0.2‑2份、氟硅油0.2‑2份和抗氧剂0.1‑2份。本发明所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物中，通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。

Description

一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，尤其涉及一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)具有优异的耐高温性、尺寸稳定性、耐化学、耐蠕变性能和自阻燃性能，在电子电气、汽车、精密仪器中应用广泛。但是由于PPS主链是由大量的苯环组成，在PPS表面进行放电时，苯环结构会发生断裂产生自由基，在表面形成导电碳层，导致PPS的漏电起痕性能(简称CTI)较差，一般情况下，PPS的CTI小于150V。
随着电子电器安全性能的不断提高，对CTI的要求越来越高，目前主要通过添加大量的无机填料来提高PPS的CTI。如公开号为CN102924921A的中国专利提出以短切玻璃纤维与超细填充矿物的混配复合技术提高聚苯硫醚CTI，CTI可达到225V以上，但是大量的填充会造成材料的韧性大幅下降。
针对材料韧性下降的问题，目前主要是通过加入增韧剂来韧性的同时提高CTI。如公开号为CN 104194337的中国专利，提出通过采用高流动PPS树脂、用聚乙烯和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物或聚烯烃弹性接枝缩水甘油酯的共混物提高韧性，制备的PPS材料具有较好的韧性和CTI性能。公开号为CN 109679345的中国专利，提出通过低分子量聚合物增塑剂和改性剂的复配可以提高聚苯硫醚复合材料的流动性和材料耐漏电起痕性能。同时利用少量导电填充剂和聚酰胺树脂配合达到了传统高填充量聚苯硫醚复合材料相同的耐漏电起痕性能，但是增韧剂的加入会造成材料尺寸稳定性和刚度的下降。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物。所述聚苯硫醚组合物，在具有高CTI性能的同时，具有较好的尺寸稳定性、韧性和高刚性。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚30-80份、玻璃纤维10-60份、偶联剂0.2-2份、氟硅油0.2-2份和抗氧剂0.1-2份。
优选地，所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚45-70份、玻璃纤维30-55份、偶联剂0.5-1份、氟硅油0.8-1.5份和抗氧剂0.2-0.5份。
本发明所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物中，通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
更优选地，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、甲氧基硅烷偶联剂中的至少一种。
优选地，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为300-9000mPa.s。
更优选地，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为500-1500mPa.s。
优选地，所述玻璃纤维的直径为6-10mm。所述的玻璃纤维为任何可以用于PPS的玻璃纤维，优选通过表面改性适用于PPS的专用玻纤，如巨石生产的PPS专用玻纤。
优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的至少一种。更优选地，所述抗氧剂为Y-001、412S和MD1024的组合。
优选地，所述聚苯硫醚为具有一定反应交联点可以与偶联剂反应的线性型聚苯硫醚。
同时，本发明还提供一种所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法，所述方法为：
将除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为300-500rpm/min；玻璃纤维的喂料为100-300kg/h；挤出温度为270-300℃。
同时，本发明还公开一种所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物在电子电气、汽车、精密仪器中的应用。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物中，通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例只是本发明的典型例，本发明的保护范围并不局限于此。
以下实施例和对比例中，各性能测试标准如下：
弯曲模量：按照标准ISO 178:2019进行测试，弯曲速率为2mm/min；
CTI：按照标准IEC 60112：2009进行测试；
缺口冲击强度：按照标准ISO 180:2000/Amd2:2013进行测试；
材料收缩率：按照标准ISO294-4：2018进行测试。
实施例和对比例中用到的材料如下：
聚苯硫醚1：PPS 1150C，线性型聚苯醚，新和成；
聚苯硫醚2：PPS 21150C，交联型聚苯醚，新和成；
玻璃纤维1：玻纤直径为8-10mm，巨石；
玻璃纤维2：玻纤直径为12-15mm，市售；
偶联剂1：氨基硅烷偶联剂，KH 550，市售；
偶联剂2：三甲氧基硅烷，WD-21，市售；
偶联剂3：钛酸酯偶联剂，KR-TTS，市售；
增韧剂：PTW，杜邦；
氟硅油1：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为500mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油，市售；
氟硅油2：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为1000mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油，市售；
氟硅油3：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为1500mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油，市售；
氟硅油4：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为2000mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油，市售；
氟硅油5：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为10000mPa.s的聚三氟丙基硅油，市售；
抗氧剂：酚类抗氧剂Y-001、亚磷酸酯类抗氧剂412S和金属钝化剂MD1024组合，三者重量比为：1:2:2；市售；
本申请设置实施例1～13及对比例1～4，实施例1～8的各成分含量如表1所示；实施例9～13及对比例1～4的各成分含量如表2所示；所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法如下：
将除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为400rpm/min；玻璃纤维的喂料为300kg/h；挤出温度为300℃。
表1实施例1～8中的成分、含量及性能数据
Figure BDA0002808129030000051
表2实施例9～13和对比例1～4中的成分、含量及性能数据
Figure BDA0002808129030000052
将实施例1与实施例2对比可知，实施例1中玻璃纤维的直径为6-10mm范围内，实施例2中的玻璃纤维的直径不在上述范围内，实施例1中的弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均优于实施例2；
将实施例1、3、4进行对比可知，实施例1、3中的偶联剂为氨基硅烷偶联剂、甲氧基硅烷偶联剂中的一种，实施例4中的偶联剂为钛酸酯偶联剂，实施例1、3的弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均优于实施例4；
将1、5～8进行对比可知，实施例1、5、6中氟硅油粘度(25℃)为500-1500mPa.s范围内，实施例7中氟硅油粘度(25℃)为300-9000mPa.s范围内，实施例8中氟硅油粘度(25℃)不在300-9000mPa.s范围内，实施例1、5、6、7的弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均优于实施例8，实施例1、5、6的弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均优于实施例7；
将实施例9、10与实施例11、12对比可知，实施例9、10满足“聚苯硫醚45-70份、玻璃纤维30-55份、偶联剂0.5-1份、氟硅油0.8-1.5份和抗氧剂0.2-0.5份”，实施例9-10的缺口冲击强度、收缩率、CTI均优于实施例11、12；
将实施例1与对比例1～4对比可知，对比例1、2中不含有本申请偶联剂、氟硅油，两者弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均差于实施例1。对比例3中不含氟硅油时，其CTI远低于实施例1。对比例4中不含本申请的偶联剂时，其CTI大大提升，但是弯曲模量、缺口冲击强度、收缩率、CTI均差于实施例1；
将实施例1和实施例13对比可知，使用交联型聚苯硫醚材料其在弯曲模量、缺口冲击强度、CTI上均差于实施例1。
最后所应当说明的是，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 (11)

1.一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚30-80份、玻璃纤维10-60份、偶联剂0.2-2份、氟硅油0.2-2份和抗氧剂0.1-2份。
2.如权利要求1所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚45-70份、玻璃纤维30-55份、偶联剂0.5-1份、氟硅油0.8-1.5份和抗氧剂0.2-0.5份。
3.如权利要求1～2任一项所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
4.如权利要求3所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述偶联剂为氨基硅烷偶联剂、甲氧基硅烷偶联剂中的至少一种。
5.如权利要求1～2任一项所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为300-9000mPa.s。
6.如权利要求5所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为500-1500mPa.s。
7.如权利要求1所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为6-10mm。
8.如权利要求1所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的至少一种。
9.如权利要求1所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述聚苯硫醚为线性型聚苯硫醚。
10.一种如权利要求1～9任一项所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，所述方法为：
将除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为300-500rpm/min；玻璃纤维的喂料为100-300kg/h；挤出温度为270-300℃。
11.一种如权利要求1～9任一项所述的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物在电子电气、汽车、精密仪器中的应用。
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