CN115785669A

CN115785669A - 一种pok/pps复合材料及其制备方法

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Publication number: CN115785669A
Application number: CN202211438581.8A
Authority: CN
Inventors: 姚秀珠; 郑庆良; 谢飞; 刘明; 张俊
Original assignee: Shenzhen Fuheng New Material Co ltd
Current assignee: Shenzhen Fuheng New Material Co ltd
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2022-11-17
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明公开了一种POK/PPS复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，一种POK/PPS复合材料及其制备方法，按以下质量百分比组成：PPS树脂23‑58％、POK树脂9‑31％、相容剂3‑5％、抗氧剂0.2‑0.6％、润滑剂0.6‑1.1％、偶联剂0.2‑0.6％、耐磨颗粒25‑45％，耐磨颗粒为硅藻土、二氧化硅和铁粉的混合物，硅藻土具有较好的粘性，二氧化硅具有高耐磨性，PPS树脂为线性聚苯硫醚，可以实现通过加入耐磨颗粒使复合材料更坚韧不易划伤，通过将熔化后的复合材料注入模具中，在利用电磁块将附有磁性的耐磨颗粒吸附至复合材料外端后成型，从而使耐磨颗粒在复合材料外端形成一层耐磨层，可以有效的防止其划伤，大大提高了其韧性与寿命。

Description

一种POK/PPS复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，涉及一种POK/PPS复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚(PPS树脂)是一种优异的热塑性工程塑料，其具有优良的阻燃性、电性能、热稳定性、同时尺寸稳定性好、易成型、耐溶剂性好、结晶度高等优良的综合性能，因此被广泛应用于汽车产品、电子电器、机械制造和航天工业等领域。

从聚苯硫醚的分子结构来看，由于分子链中含有苯环，导致PPS本身的脆性较大、韧性较差，耐磨性比较差等缺点，这些缺点很大程度上限制了PPS的应用，因此实际应用中很大程度都是改性PPS，目前市面上绝大部分都是通过添加玻璃纤维、碳纤维、填充等来提高PPS的性能，以满足实际生产的需要。

然而目前的聚苯硫醚材料本身耐磨程度不高，容易磨损刮伤，从而在使用时寿命不长。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种POK/PPS复合材料及其制备方法，可以实现通过加入耐磨颗粒使复合材料更坚韧不易划伤，通过将熔化后的复合材料注入模具中，在利用电磁块将附有磁性的耐磨颗粒吸附至复合材料外端后成型，从而使耐磨颗粒在复合材料外端形成一层耐磨层，可以有效的防止其划伤，大大提高了其使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种POK/PPS复合材料，包括按以下质量百分比组成：PPS树脂23-58％、POK树脂9-31％、相容剂3-5％、抗氧剂0.2-0.6％、润滑剂0.6-1.1％、偶联剂0.2-0.6％、耐磨颗粒25-45％，通过加入耐磨颗粒使复合材料更耐磨不易划伤。

进一步的，所述耐磨颗粒为硅藻土、二氧化硅和铁粉的混合物，且质量百分比分别为将硅藻土30-50％、二氧化硅20-40％和铁粉5-10％，利用硅藻土与铁粉融合后能够充分的将二氧化硅覆盖在外表面，从而使复合材料具有高耐磨性。

进一步的，所述PPS树脂为线性聚苯硫醚，熔融指数为200-300g/10min(316℃/2.16kg)。

进一步的，所述POK树脂熔融指数为50-100g/10min(240℃/2.16kg)。

进一步的，所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

进一步的，所述所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇类十二硫代丙酯中的至少一种。

进一步的，所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

进一步的，所述POK/PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将硅藻土30-50％、二氧化硅20-40％和铁粉5-10％，按比例进行制备；

S2.将制备好的硅藻土、二氧化硅和铁粉放置混合加工设备内进行颗粒制作；

S3.随后将PPS树脂、POK树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂一起加入到双螺杆挤出机的加料斗中，同时从挤出机的侧喂料加入制备好的耐磨颗粒经熔融挤出、冷却、造粒，即得到POK/PPS复合材；

进一步的，所述混合加工设备包括托板，所述托板上端固定连接有混合盖板，所述混合盖板，所述托板上端固定连接有凸板，且凸板位于混合盖板下方，所述混合盖板内设有多个耐磨颗粒本体，所述耐磨颗粒本体位于凸板和混合盖板之间，所述混合盖板上端内壁固定连接有电磁铁，所述混合盖板左右两端分别固定连接有喷料管和回收管，所述喷料管与二氧化硅原料筒和气源相连接，所述回收管与回收筒相连接，所述喷料管和回收管相互靠近一端均固定安装有挡网，通过将耐磨颗粒注入混合盖板内，在利用电磁铁的通电与断电使铁粉与硅藻土混合的耐磨颗粒上下移动，随后使二氧化硅材料通过喷料管喷出并覆盖在铁粉与硅藻土混合物外表面。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过加入耐磨颗粒使复合材料更坚韧不易划伤，通过将熔化后的复合材料注入模具中，在利用电磁块将附有磁性的耐磨颗粒吸附至复合材料外端后成型，从而使耐磨颗粒在复合材料外端形成一层耐磨层，可以有效的防止其划伤，大大提高了其使用寿命。

(2)本方案中预先将硅藻土与铁粉混合，在注入混合盖板内，随后在电磁铁的通电与断电磁力作用下，对耐磨颗粒进行吸附，并使含有铁粉的硅藻土混合物上下移动，在将二氧化硅通过喷料管喷洒出对耐磨颗粒进行包裹，从而使耐磨颗粒具有高耐磨性。

(3)本方案中涉及的复合材料具有较高的韧性、超高耐磨性、耐腐蚀性，优异的强度和刚性，流动性佳，对于薄壁产品便于加工和成型，制作成本低，可广泛应用在各种电气工程、汽车部件等领域。

附图说明

图1为本发明的混合加工设备结构示意图；

图2为本发明的混合加工设备正面剖视结构示意图；

图3为本发明的耐磨颗粒结构示意图；

图4为本发明的注塑模具结构示意图。

图中标号说明：

1、托板；2、混合盖板；3、凸板；4、耐磨颗粒本体；5、电磁铁；6、喷料管；7、回收管；8、挡网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种POK/PPS复合材料及其制备方法，包括PPS树脂23-58％、POK树脂9-31％、相容剂3-5％、抗氧剂0.2-0.6％、润滑剂0.6-1.1％、偶联剂0.2-0.6％、耐磨颗粒25-45％，通过加入耐磨颗粒使复合材料更耐磨不易划伤。

耐磨颗粒为硅藻土、二氧化硅和铁粉的混合物，硅藻土具有较好的粘性，二氧化硅具有高耐磨性，利用硅藻土与铁粉融合后能够充分的将二氧化硅覆盖在外表面，从而使复合材料具有高耐磨性，这里选用铁粉而不采用磁铁粉，是为了防止在与硅藻土混合时，使其聚团，从而不能得到理想的复合型材料。

POK/PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S3.随后将PPS树脂、POK树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂一起加入到双螺杆挤出机的加料斗中，同时从挤出机的侧喂料加入制备好的耐磨颗粒经熔融挤出、冷却、造粒，即得到POK/PPS复合材料；

该复合材料具有较高的韧性、超高耐磨性、耐腐蚀性，优异的强度和刚性，流动性佳，对于薄壁产品便于加工和成型，制作成本低，可广泛应用在各种电气工程、汽车部件等领域。

混合加工设备包括托板1，托板1上端固定连接有混合盖板2，混合盖板2，托板1上端固定连接有凸板3，且凸板3位于混合盖板2下方，混合盖板2内设有多个耐磨颗粒本体4，耐磨颗粒本体4位于凸板3和混合盖板2之间，混合盖板2上端内壁固定连接有电磁铁5，混合盖板2左右两端分别固定连接有喷料管6和回收管7，喷料管6与二氧化硅原料筒和气源相连接，回收管7与回收筒相连接，喷料管6和回收管7相互靠近一端均固定安装有挡网8，这里利用挡网8的安装，对耐磨颗粒本体4进行隔挡，避免其在气源吹动下，进入到回收管7内，也防止其下落时落入喷料管中，通过将耐磨颗粒注入混合盖板内，在利用电磁铁的通电与断电使铁粉与硅藻土混合的耐磨颗粒上下移动，随后使二氧化硅材料通过喷料管喷出并覆盖在铁粉与硅藻土混合物外表面。

PPS树脂为线性聚苯硫醚，熔融指数为200-300g/10min(316℃/2.16kg)，POK树脂熔融指数为50-100g/10min(240℃/2.16kg)。

相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇类十二硫代丙酯中的至少一种。

润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

偶联剂为硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

本发明通过预先将硅藻土与铁粉混合后，在将其注入混合盖板2内，随后在控制电磁铁5的通电与断电，在电磁铁5的磁力作用下，对耐磨颗粒本体4进行吸附，并使其上下移动，并不挺的翻滚，随后在将二氧化硅通过喷料管6在气源的吹动下喷洒出对耐磨颗粒本体4进行全面包裹，从而使耐磨颗粒4具有高耐磨性，随后在后期的使用过程中通过将熔化后的复合材料注入模具中，在利用电磁块将附有磁性的耐磨颗粒吸附至复合材料外端后成型，从而使耐磨颗粒在复合材料外端形成一层耐磨层，可以有效的防止其划伤，大大提高了其使用寿命，如此POK/PPS复合材料具有较高的韧性、超高耐磨性、耐腐蚀性，优异的强度和刚性，流动性佳，对于薄壁产品便于加工和成型，制作成本低，可广泛应用在各种电气工程、汽车部件等领域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种POK/PPS复合材料，其特征在于，按以下质量百分比组成：PPS树脂23-58％、POK树脂9-31％、相容剂3-5％、抗氧剂0.2-0.6％、润滑剂0.6-1.1％、偶联剂0.2-0.6％、耐磨颗粒25-45％。

2.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述耐磨颗粒为硅藻土、二氧化硅和铁粉的混合物，且质量百分比分别为将硅藻土30-50％、二氧化硅20-40％和铁粉5-10％。

3.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述PPS树脂为线性聚苯硫醚，熔融指数为200-300g/10min(316℃/2.16kg)。

4.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述POK树脂熔融指数为50-100g/10min(240℃/2.16kg)。

5.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇类十二硫代丙酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

8.根据权利要求1所述一种POK/PPS复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种POK/PPS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S3.随后将PPS树脂、POK树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂一起加入到双螺杆挤出机的加料斗中，同时从挤出机的侧喂料加入制备好的耐磨颗粒经熔融挤出、冷却、造粒，即得到POK/PPS复合材。

10.根据权利要求9所述一种POK/PPS复合材料的制备方法，其特征在于：所述混合加工设备包括托板(1)，所述托板(1)上端固定连接有混合盖板(2)，所述混合盖板(2)，所述托板(1)上端固定连接有凸板(3)，且凸板(3)位于混合盖板(2)下方，所述混合盖板(2)内设有多个耐磨颗粒本体(4)，所述耐磨颗粒本体(4)位于凸板(3)和混合盖板(2)之间，所述混合盖板(2)上端内壁固定连接有电磁铁(5)，所述混合盖板(2)左右两端分别固定连接有喷料管(6)和回收管(7)，所述喷料管(6)和回收管(7)相互靠近一端均固定安装有挡网(8)。