聚亚苯基硫醚树脂复合材料制造技术

本发明专利技术提供一种具有良好的加工性能、机械强度和尺寸精度，同时使模塑过程中产生的飞边降至最小的聚亚苯基硫醚树脂复合材料。该聚亚苯基硫醚树脂复合材料由下述组分组成，（Ａ）１００重量份树脂复合材料，它由６０－９５重量％聚亚苯基硫醚树脂和４０－５重量％聚亚苯基醚树脂组成，（Ｂ）０．３－５重量份环氧硅烷化合物，和（Ｃ）１０－４００重量份纤维填料、无机填料或两者的混合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚亚苯基硫醚(polyphenylene sulfide)树脂复合材料，它具有良好的加工性能如注塑，并不具有或具有非常小的由于模塑过程所导致的产生飞边(flash development)，同时它能提供优良的机械强度和耐热性。诸如铝和锌模铸之类的金属业已用于精密部件如光学部件、电子和电部件以及汽车部件。然而，近年来由于涉及高尺寸精密度和固定形状的加工而提高了产品的成本，故这些金属部件被热塑性树脂，主要是工程塑料所代替。任何复杂的形状均可用注塑法批量生产，这样就降低了制造成本。另外，多个部件可以成为一体，这样就减少了部件的总数。除了许多热塑性树脂外，要具有优异的耐热性、尺寸稳定性、耐化学性、阻燃性和加工性能，聚亚苯基硫醚树脂(PPS)是在这些情况下使用的较佳选择。当需要极端刚性或尺寸稳定性时，可以用PPS填充高浓度的纤维状、颗粒状或片状的无机填料。PPS的一个缺点是在模塑过程中产生飞边。究其原因可归结于下述事实，即PPS熔体粘度对剪切速率的依赖性非常小；这样，熔体粘度在诸如空腔边缘的地方或在模具微小的间隙截面处(在该处树脂的剪切速率是下降的)比较低。目前在模塑的PPS上去除飞边的方法包括喷砂加工，例如高速喷射微小的尼龙珠粒。涉及此过程所增加的成本不能忽略。近来趋向积极采用结合金属箔以降低部件附加成本的一体化的模塑方法。这样必须取消喷砂加工，以消除对金属箔的损害，要求没有，或至多有产生最少PPS飞边的方法。业已研究了多种方法可使PPS飞边降至最小。例如，加入聚酰胺、液晶聚合物或特别的聚酯化合物以改进PPS的流动性。然而，这样做并不能很充分地减少产生飞边，却显著地降低了材料的刚性。一个关键性的问题尤其是随着聚酰胺的加入而出现，当加入聚酰胺时，材料的吸水量提高，PPS的尺寸稳定性丧失。另一个提议涉及加入聚亚苯基醚(PPE)的复合材料。加入PPE后可以减少产生飞边；但需要大量的PPE以显著减少或消除产生飞边，这样就明显地降低了材料的加工性能和机械强度。本专利技术提供一种具有良好的加工性能、机械强度和尺寸精度，同时能使模塑过程中所产生的飞边降至最少的PPS树脂复合材料。这类树脂复合材料可用于电和电子部件如连接器或电子密封件，或以光学部件为代表的精密部件如光传感器。本专利技术提供一种具有优异的加工性能、刚性和尺寸精密度，同时消除或使模塑过程中所产生的飞边降至最小的PPS树脂复合材料。本专利技术提供一种聚亚苯基硫醚树脂复合材料，它包含(A)100重量份树脂复合材料，其中60-95重量％是聚亚苯基硫醚树脂，和5-40重量％是聚亚苯基醚树脂，(B)0.3-5重量份环氧硅烷化合物，和(C)10-400重量份纤维填料、无机填料或两者的混合物。本专利技术也提供一种聚亚苯基硫醚树脂复合材料，它包含(A)100重量份树脂复合材料，其中60-95重量％是聚亚苯基硫醚树脂，和5-40重量％是聚亚苯基醚树脂，(B)0.3-5重量份环氧硅烷化合物，(C)10-400重量份纤维填料、无机填料或两者的混合物，和(D)10-150重量份平均粒径为0.05-0.5μm的高岭土，平均粒径为0.02-0.2μm的硅镁土或两者的混合物。较好的聚亚苯基硫醚树脂复合材料包含在300℃和500秒-1剪切速率下熔体粘度为300-3000泊的聚亚苯基硫醚树脂和在300℃和500秒-1剪切速率下熔体粘度为500-50000泊的聚亚苯基醚树脂。更好的树脂复合材料在290-350℃和6000秒-1剪切速率下的熔体粘度低于2000泊，剪切速率为6000和20秒-1时的熔体粘度之比大于10。本专利技术提供的PPS树脂包含超过70％用下式(I)表示的结构单元， 因为此单元低于70mol％的任何树脂都不能获得具有突出特性的复合材料。PPS树脂合适的聚合法需要硫化钠和对二氯苯在N-甲基吡咯烷酮、砜溶剂如环丁砜或酰胺溶剂如二甲基乙酰胺(dimethylacetoamide)中反应。通过加入诸如碳酸或磺酸之类的酸的碱金属盐、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱土金属氧化物来调节聚合度。可以包括30mol％或更少，较好10mol％或更少的结构单元如间亚苯基硫醚、邻亚苯基硫醚、亚苯基硫醚醚、亚苯基硫醚砜、二苯基硫醚和取代的亚苯基(其中取代基可以是烷基、硝基、苯基、烷氧基和羧酸基或羧酸的金属盐基)作为共聚合组分。一般在200-250℃在氧气存在下形成热桥来调节熔体粘度后使用PPS树脂。本专利技术所需的PPS熔体粘度在300℃和500秒-1剪切速率下为300-3000泊，但较好为600-2500泊。熔体粘度低于300泊会产生飞边，而熔体粘度高于3000泊则会显著地降低加工性能。这样希望考虑到混合上述范围内的高浓度填料时的挤出加工性和模塑性，并希望使用粘度较低的填料。本专利技术所用的PPE树脂可以是一种含有下式(II)表示的重复单元的均聚物，其中该式中R1和R2中的至少任一个是下述基团中的一种，带有直链或带有伯或仲支链并且碳原子数为1-4个的烷基、烯丙基、卤原子或氢原子，它们相互之间可以相同或不同， 一种由所述通式(II)的重复单元和下述通式(III)表示的重复单元组成的共聚物，其中(III)式中的R3、R4、R5和R6是带有直链或带有伯或仲支链并且碳原子数为1-4个的烷基、烯丙基、卤原子或氢原子，它们相互之间可以相同或不同，但条件是R3和R4不能同时为氢原子， 或用上述均聚物或共聚物聚合苯乙烯的接枝共聚物。均聚物PPE的例子包括聚(2，6-二甲基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2，6-二乙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-正丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2，6-二正丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-正丁基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-乙基-6-异丙基-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-氯-1，4-亚苯基)醚、聚(2-甲基-6-羟乙基-1，4-亚苯基)醚和聚(2-甲基-6-氯乙基-1，4-亚苯基)醚。PPE共聚物包括聚亚苯基醚共聚物，主要是与含烷基取代的苯酚(如邻甲酚或2，3，6-三甲基苯酚)共聚合的聚亚苯基醚结构，这种结构如下述通式(IV)表示，其中该式中的R3、R4、R5和R6与所述通式(III)中的定义相同。 本专利技术所用PPE的较好的熔体粘度在300℃和500秒-1剪切速率下为5000-50000泊，更好为10000-30000泊。低于5000泊时飞边减少的效果太小，而高于50000泊时加工性能下降。较好的组成比为60-95重量％的PPS和40-5重量％的PPE。更好的组成比为70-90重量％的PPS和30-10重量％的PPE。当PPE少于5重量份时，飞边减少的效果可以忽略不计，而当PPE多于40重量份时，加工性能和机械强度下降。所用的环氧硅烷化合物对于改进本专利技术的机械强度和飞边减少是必需的。γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷优于其它类型的环氧硅烷化合物。相对于100重量份由PPS树脂和PPE树脂组成的树脂复合材料，环氧硅烷化合物的用量为0.3-5重量份，或者更好为0.5-3重量份。低于0.3重量份将既不能在机械强度改进上又不能在飞边减少上获得充分的效果，而高于5重量份将降低加工性能。本专利技术所用的高岭土是一种细小的白色粘土矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚亚苯基硫醚树脂复合材料，它包含（Ａ）１００重量份树脂复合材料，其中６０－９５重量％是聚亚苯基硫醚树脂，和４．０－５重量％是聚亚苯基醚树脂，（Ｂ）０．３－５重量份环氧硅烷化合物，和（Ｃ）１０－４００重量份纤维填料、无机填料或两者的混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鹤崎宗雄，
申请(专利权)人：住友胶木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]