一种高强度高韧性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高强度高韧性聚苯硫醚复合材料及其制备方法。该复合材料由如下重量百分比的原料制成：聚苯硫醚树脂5-50％，超韧尼龙5-50%，相容剂5-20％，玻璃纤维30-45％，抗氧剂0-1%，光稳定剂0-1%，润滑剂0-1%。该聚苯硫醚复合材料的制备方法包括以下步骤：首先将除玻璃纤维外的其余组分加入到高速混合机中分散混合，然后加入双螺杆挤出机中，玻璃纤维通过挤出机加纤口引入挤出机进行混合造粒，得到聚苯硫醚复合材料。本发明专利技术制备的聚苯硫醚复合材料具有高强度、高韧性，应用范围广泛，尤其适用于制备框架帐篷支架用底脚通、护套。

High strength and high toughness polyphenylene sulfide composite material and preparation method thereof

The invention relates to a high strength and high toughness polyphenylene sulfide composite material and a preparation method thereof. The composite material is made up of the following materials: 5-50%, super tough nylon 5-50%, compatibilizer 5-20%, glass fiber 30-45%, antioxidant 0-1%, light stabilizer 0-1%, lubricant 0-1%. The preparation method of polyphenylene sulfide composite material comprises the following steps: firstly, besides glass fibers of the remaining components into a high-speed mixer mixing, then adding a double screw extruder, extruder with glass fiber by fiber was introduced in mixed granulating extruder, obtained polyphenylene sulfide composite material. Polyphenylene sulfide composite material prepared by the invention has the advantages of high strength, high toughness, wide application range, especially suitable for the preparation of tent support frame, foot sheath.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料及其制备方法。该聚苯硫醚复合材料适用于制备框架帐篷支架用底脚通、护套。
技术介绍
聚苯硫醚(PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，其分子结构为苯环在对位上与硫原子交替连接，分子链有着很大的刚性及规整性，因而聚苯硫醚为结晶聚合物，结晶度最高可达70%，具有较高的强度、模量及良好的制品尺寸稳定性，蠕变小，有极高的耐疲劳性，良好的阻燃性，吸湿性小，在高温、高湿条件下不变形，耐溶剂和化学腐蚀性好。聚苯硫醚可用多种加工方法(注塑、挤出、模压等)进行成型加工，在电子、汽车、精密仪器、化工及航空航天等领域得到了广泛的应用。由于聚苯硫醚刚性分子链结构几何对称性好、高度的线性，PPS可以很容易地进行快速结晶，具有较高的结晶度，使得未经改性的聚苯硫醚材料脆性比较大，机械性能较差，限制了其作为结构部件的应用。通常采用玻璃纤维或无机矿物填料来改性聚苯硫醚以获得更高的强度，但对材料冲击韧性的提高作用不大。传统的橡胶弹性体增韧，由于橡胶与PPS基体之间粘接性差，增韧效果也不明显，还会导致刚性的下降。选择并制备合适的相容剂以增加界面粘接是PPS增韧改性的关键所在。中国专利CN104231628A采用交联型聚苯硫醚为基体，短切玻璃纤维为增强相，无规乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸酯共聚物为增韧相容剂，制备了聚苯硫醚增强增韧复合材料。由于交联型PPS韧性较线型PPS差，因此制备的复合材料增韧效果有限，而且交联型PPS颜色呈深褐色，其应用受到限制。中国专利CN104072991A采用具有较高强度的尼龙（PA）与聚苯硫醚制备了PPS/PA合金材料，通过加入相容剂及异氰酸酯化学处理剂，提高了合金材料的冲击强度，但未涉及玻纤增强改性。中国专利CN103525088A通过添加相容剂，制备了玻璃纤维增强PPO/PA合金材料，但增韧效果仍需提高。框架帐篷在户外使用过程中，其环境适应性（经受雨、雪，抗风力，耐高、低温）要求高，对作为结构受力件使用的支架用底脚通、护套提出了更为苛刻的性能要求。聚苯硫醚材料吸水率低，环境温度及湿度变化对其性能的影响小，具备作为原料制备框架帐篷支架用底脚通、护套的基础，但必须解决聚苯硫醚材料韧性低，耐开裂性差的自身弱点。因此要求开发出具有高强度高韧性的聚苯硫醚复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，包括聚苯硫醚树脂和相容剂，其中，还包括超韧尼龙、玻璃纤维、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，所述的超韧尼龙对聚苯硫醚树脂进行合金化增韧；采用两种不同单丝直径的玻璃纤维复配对PPS/PA合金体系增强。所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，按照重量比包括如下原料：聚苯硫醚树脂：5-50％，超韧尼龙：5-50%，玻璃纤维：30-45％，相容剂5-20％，抗氧剂：0.1-1％，光稳定剂0.1-1%，润滑剂0.1-1%。优选，所述聚苯硫醚树脂的重均分子量为35000-55000。优选，所述超韧尼龙为自超韧尼龙6或超韧尼龙66，其缺口悬臂梁冲击强度要大于500J/m。优选，所述玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维，所述的无碱连续玻璃纤维由单丝直径分别为13μm与17μm的两种玻璃纤维的复配使用。优选，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，马来酸酐-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐无规(SMA)共聚物中的一种或一种以上的组合物。优选，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。优选，所述光稳定剂为高分子量的受阻胺类光稳定剂。优选，所述润滑剂为硅酮、硬脂酸、硬脂酸季戊四醇酯、长链羧酸盐一种或一种以上的组合物。高强度高韧性聚苯硫醚复合材料的制备方法，其中，包括如下步骤：。（1）将聚苯硫醚树脂在120~130℃下干燥2~3小时；（2）将除玻璃纤维外的其余组分加入到高速混合机中分散混合；（3）将上一步的混合物取出，并在110~120℃下干燥1~2小时干燥；（4）将干燥好的聚苯硫醚树脂与上一步干燥好的混合物加入双螺杆挤出机中，且将玻璃纤维通过位于挤出机中部加纤口引入挤出机中进行混合；（5）熔融挤出，造粒，最后得到高强度高韧性聚苯硫醚复合材料。优选，所述的挤出机为双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机温度控制为，一区温度：180-200℃，二区温度：280-300℃，三区温度：280-300℃，四区温度：280-300℃，五区温度：280-300℃，六区温度：280-300℃，七区温度：280-300℃，八区温度：280-300℃，九区温度：280-300℃，主机转速：300-400转/分钟综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术易生产，成本低，且易使用推广；2、本专利技术采用超韧尼龙对聚苯硫醚进行合金化增韧，通过添加苯乙烯-马来酸酐无规共聚物作为相容剂，提高两相间界面粘结强度，降低两相间的界面张力，使得其冲击强度大幅提高；3、本专利技术为了防止因增韧对而导致材料强度的降低，采用了两种不同单丝直径的玻璃纤维复配作为增强材料，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物提高了玻璃纤维与树脂基体的界面粘接，获得较高的强度；4、本专利技术制备的聚苯硫醚复合材料具有高强度高韧性，可以作为受力结构件材料使用，适合于制备框架帐篷支架用底脚通、护套。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求和摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，包括聚苯硫醚树脂和相容剂，其中，还包括超韧尼龙、玻璃纤维、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，所述的超韧尼龙对聚苯硫醚树脂进行合金化增韧；采用两种不同单丝直径的玻璃纤维复配对PPS/PA合金体系增强。所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，按照重量比包括如下原料：聚苯硫醚树脂：5-50％，超韧尼龙：5-50%，玻璃纤维：30-45％，相容剂5-20％，抗氧剂：0.1-1％，光稳定剂0.1-1%，润滑剂0.1-1%。具体的，聚苯硫醚树脂的重均分子量为35000-55000。具体的，所述超韧尼龙为自超韧尼龙6或超韧尼龙66，其缺口悬臂梁冲击强度要大于500J/m，所述的超韧尼龙为美国杜邦公司超韧尼龙66，牌号为ST801。具体的，所述玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维，所述的无碱连续玻璃纤维，是由中国巨石集团生产的，牌号分别为ER13-2000-988A，其单丝直径为13μm，ER17-2000-988A，其单丝直径为17μm。具体的，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，马来酸酐-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐无规(SMA)共聚物中的一种或一种以上的组合物；所述相容剂为上海华雯新材料有限公司,牌号为SMA700。具体的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，选用抗氧剂1010。具体的，所述光稳定剂为高分子量的受阻胺类光稳定剂，选用巴斯夫公司的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，包括聚苯硫醚树脂和相容剂，其特征在于，还包括超韧尼龙、玻璃纤维、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，所述的超韧尼龙对聚苯硫醚树脂进行合金化增韧；采用两种不同单丝直径的玻璃纤维复配对PPS/PA合金体系增强。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，包括聚苯硫醚树脂和相容剂，其特征在于，还包括超韧尼龙、玻璃纤维、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂，所述的超韧尼龙对聚苯硫醚树脂进行合金化增韧；采用两种不同单丝直径的玻璃纤维复配对PPS/PA合金体系增强。2.根据权利要求1所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，按照重量比包括如下原料：聚苯硫醚树脂：5-50％，超韧尼龙：5-50%，玻璃纤维：30-45％，相容剂5-20％，抗氧剂：0.1-1％，光稳定剂0.1-1%，润滑剂0.1-1%。3.根据权利要求2所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述超韧尼龙为自超韧尼龙6或超韧尼龙66，其缺口悬臂梁冲击强度要大于500J/m。4.根据权利要求2所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维，所述的无碱连续玻璃纤维由单丝直径分别为13μm与17μm的两种玻璃纤维的复配使用。5.根据权利要求2所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，马来酸酐-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐无规(SMA)共聚物中的一种或一种以上的组合物。6.根据权利要求2所述的高强度高韧性聚苯硫醚复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永志，王翔，颜黎明，贺世霖，李震，
申请(专利权)人：常州市法沃森塑胶科技有限公司，南京锦源复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32