一种无卤阻燃聚苯硫醚复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无卤阻燃聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述的材料包括如下组分：50-70重量份的聚苯硫醚树脂，30-50重量份的玻璃纤维，0-5重量份的相容剂，1-3重量份的增韧增塑剂，0.1-1重量份的抗氧剂，0.2-1.5重量份的加工助剂。本发明专利技术还涉及该材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料，尤其涉及一种聚合物复合材料。本专利技术还涉及该材料的制备方法。
技术介绍
聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的特种工程塑料，并已成功地应用在电子、电器、汽车、航空等领域。PPS本身的力学性能一般，但是它和无机填料(优选为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种或多种，最优选为玻璃纤维)复合之后，即可得到具有优异的机械性能、耐高温性、耐腐蚀性、耐化学侵蚀性和内在阻燃性的新型热塑性复合材料。然而，PPS本身较脆，冲击性能较差，即使是在无机填料(优选为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种或多种，最优选为玻璃纤维)增强的情况下，对于一些高寒地区以及精密制品应用领域也会因为韧性较差而受限。而对于塑料材料，高刚性和高韧性本身是不容易同时满足的指标。目前，有研究人员向玻纤增强PPS材料中加入矿物填料、偶联剂和相容剂来改善材料的刚性和韧性，其材料的韧性的确有明显的提高。但是，其力学强度并没有很好的保持，且材料的加工流动性也明显下降。也就是说，这些研究在增强了PPS材料韧性的同时，并没有保持良好的刚性。因此，本领域长期以来亟需一种同时具备较高刚度和较高韧性的PPS复合材料。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的专利技术人经过大量研究，出乎意料地发现，具有特定配方的本专利技术的聚苯硫醚(PPS)复合材料在大大改善材料的冲击韧性的同时，还很好地保持材料的力学强度和加工流动性能。本专利技术的一个目的在于，提供一种无卤阻燃PPS复合材料，其特征在于，所述的材料包括如下组分：50-70重量份的聚苯硫醚树脂，30-50重量份的无机填料，0-5重量份的相容剂，1-3重量份的增韧增塑剂，0.1-1重量份的抗氧剂，0.2-1.5重量份的加工助剂，其中，所述无机填料优选为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种或多种，最优选为玻璃纤维。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的聚苯硫醚树脂的含量为50-60重量份、55-65重量份或者60-70重量份。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的无机填料的含量为30-40重量份、35-45重量份或者40-50重量份。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的相容剂的含量为0重量份、0-3重量份、0-4重量份、1-3重量份、1-5重量份、2-5重量份、3-5重量份或者4-5重量份。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的增韧增塑剂的含量为1-2重量份、2-3重量份或者1.5-2.5重量份。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的抗氧剂的含量为0.1-0.5重量份、0.2-0.8重量份、0.4-0.6重量份、0.6-1.0重量份、0.8-1.0重量份或者0.5-1.0重量份。在本专利技术的一些具体的实施方式中，本专利技术的无卤阻燃PPS复合材料中的加工助剂的含量为0.2-1.0重量份、0.5-1.5重量份、0.5-1.0重量份、1.0-1.5重量份或者0.8-1.2重量份。对于高刚性要求，本专利技术采用了性能较好的PPS料作为基材，加入玻璃纤维(特别是经过表面偶联剂处理过的玻璃纤维)增强后，其性能尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强的2-5倍，这种性能能完全满足高强度的要求。对于高韧性要求，本专利技术采用了相容剂和增韧增塑剂共同作用。相容剂主要用于改善PPS和玻纤之间的结合，提高强度和韧性；同时，增韧增塑剂采用酯类增塑剂，兼有单体型增韧剂和聚合型增塑剂两者的优点，一方面和相容剂起到协效作用，提升增强PPS材料的韧性，增加材料的耐寒性，同时，它也能有效改善玻纤的析出，也能在一定程度上改善加工流动性。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述聚苯硫醚树脂为直链型聚苯硫醚树脂，且分子量大于30000。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述玻璃纤维为玻璃纤维长纤和/或玻璃纤维短纤。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述玻璃纤维长纤为经过偶联剂处理过的无碱玻璃纤维长纤，其直径为6-15微米，所述玻璃纤维短纤为经过偶联剂处理过的无碱玻璃纤维短纤，其直径为9-13微米。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种，优选为硅烷偶联剂。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述相容剂选自乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(GMA)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物(MBS)和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)中的一种或多种。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述的增韧增塑剂为偏苯三甲酸三辛酯和/或聚癸二酸丙二醇酯。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按1:2至2:1、优选0.95:1.05至1.05:0.95的重量比复配而成，所述加工助剂包括润滑剂，所述润滑剂优选为改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)系列和/或硅酮系列的光亮润滑剂其中，所述抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂168为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。本专利技术的另一个目的在于，提供一种制备根据上述的无卤阻燃聚苯硫醚复合材料的方法，包括如下步骤：1)将按如下比例称取聚苯硫醚树脂、相容剂、增韧增塑剂、抗氧剂和加工助剂，并混合均匀得到第一中间产物：50-70重量份的聚苯硫醚树脂，0-5重量份的相容剂，1-3重量份的增韧增塑剂，0.1-1重量份的抗氧剂，0.2-1.5重量份的加工助剂；2)将第一中间产物经喂料器送入双螺杆挤出机中，并在双螺杆挤出机的辅助加料口中加入经偶联剂处理过的30-50重量份的无机填料，共混挤出以制成第二中间产物；3)将第二中间产物拉条、冷却、切粒、干燥处理，得到所述的无卤阻燃聚苯硫醚复合材料。在本专利技术的一个优选的实施方式中，所述无机填料为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种或多种。在本专利技术的一个最优选的实施方式中，所述无机填料为玻璃纤维。在本专利技术的一个优选的实施方式中，在步骤1)之前先干燥聚苯硫醚树脂，所述干燥优选为在120℃-140℃下鼓风干燥2-4小时。在本专利技术的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述混合均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述的材料包括如下组分：50‑70重量份的聚苯硫醚树脂，30‑50重量份的无机填料，0‑5重量份的相容剂，1‑3重量份的增韧增塑剂，0.1‑1重量份的抗氧剂，0.2‑1.5重量份的加工助剂，其中，所述无机填料优选为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种或多种，最优选为玻璃纤维。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述的材料包括如下组
分：
50-70重量份的聚苯硫醚树脂，
30-50重量份的无机填料，
0-5重量份的相容剂，
1-3重量份的增韧增塑剂，
0.1-1重量份的抗氧剂，
0.2-1.5重量份的加工助剂，
其中，所述无机填料优选为玻璃纤维、玻璃微珠、滑石粉和碳酸钙中的一种
或多种，最优选为玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚苯硫醚树脂为直
链型聚苯硫醚树脂，且分子量大于30000。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为玻
璃纤维长纤和/或玻璃纤维短纤；其中所述的玻璃纤维长纤为经过偶联剂处理过的
无碱玻璃纤维长纤，其直径为6-15微米，所述玻璃纤维短纤为经过偶联剂处理过
的无碱玻璃纤维短纤，其直径为9-13微米。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联
剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种，优选为硅烷偶联剂。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合材料，其特征在于，所述相容剂
选自乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、
苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-有机硅共聚物和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一
种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合材料，其特征在于，所述的增韧
增塑剂为偏苯三甲酸三辛酯或聚癸二酸丙二醇酯。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄刚，姚丁杨，黄彩霞，左景奇，黄安民，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43