一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料及其制备方法。该材料按重量配比计由如下组分构成：PPS树脂31.5～48wt％，PPE树脂6～12wt％，玻璃纤维40～45wt％，抗菌剂8～12wt％，成核剂0.5～1wt％，抗氧剂0.4～0.5wt％，润滑剂0.5～0.6wt％。本发明专利技术以工程塑料PPS为主体，添加PPE树脂、玻璃纤维、抗菌剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂，通过双螺杆挤出机熔融共混，制得能满足家用电器抗菌性要求的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料。该材料在保证PPS原有的优异机械性能、耐热性、阻燃性和电气性能的基础上，赋予其抗菌、低翘曲、低飞边的特性。

An antimicrobial type low warpage low flash PPS composite material and preparation method thereof

The invention discloses a low warpage low side PPS antibacterial composite material and preparation method thereof. The materials according to weight ratio meter is composed of the following components: PPS resin PPE resin 31.5 ~ 48wt%, 6 ~ 12wt%, 40 ~ 45wt% glass fiber, antibacterial agent and nucleating agent is 8 ~ 12wt%, 0.5 ~ 1wt%, antioxidant 0.4 ~ 0.5wt%, 0.5 ~ 0.6wt% lubricant. The invention uses PPS engineering plastics as the main body, adding PPE resin, glass fiber, antibacterial agent, nucleating agent, antioxidant and lubricant blending machine by twin-screw extruder, prepared to meet the requirements of household appliances antibacterial antibacterial low side PPS composite low warpage. The material in the foundation to ensure the original PPS excellent mechanical properties, heat resistance, flame retardance and electrical performance characteristics, given its antibacterial, low warpage, low side.

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子功能复合材料领域，具体涉及一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料及其制备方法。
技术介绍
PPS具有优异的电气性能、耐热性、耐化学性、阻燃性和机械性能，常用于微波炉转环、热水器套件、直发器、电烤箱部件、电熨斗底座等家用电器部件，随着人们生活品质的提高，抗菌型PPS材料将成为新的发展趋势。目前塑料常用的抗菌剂分为两类：一、无机银类抗菌剂，通过载体缓慢释放抗菌离子来达到抗菌的目的。该类抗菌剂具有毒性低、耐久、安全等特点，但无机银易生成氧化物变色，而且纳米尺寸的抗菌剂由于表面能的特点，易团聚，分散性差，无法充分发挥抗菌效果；二、有机类抗菌剂，具有速效、防霉效果优良等特性，但毒性大、耐热性差、抗菌性不持久等缺点。中国专利CN103421322A公布了一种高强度抗菌型聚苯硫醚材料及其制备方法，其组成包括：聚苯硫醚45～55份、玻璃纤维45～55份、润滑剂0.3～0.4份、抗氧剂0.1～0.4份、偶联剂0.6～0.8份、抗菌剂0.5～1份。该专利技术采用磷酸锆银无机抗菌剂或沸石载银无机抗菌剂，具有无机银类抗菌剂常有的缺点：成本高；银易氧化变色；易团聚，难分散，影响抗菌性和力学性能；此外，PPS作为复合材料，从性能和成本考虑，常以玻璃纤维增强，注塑成型时由于玻纤与树脂流动速率不一，玻纤取向，导致制件流动方向和垂直流动方向收缩率不一致，容易翘曲，产品不良率高。目前市面上的PPS材料，为保证尺寸稳定性，常加入大量无机填料，添加量大，且与PPS相容性差，导致强度低，延展性差，机械性能劣化严重。同时PPS本身粘度低，流动性好，注塑成型时需要130℃-150℃的模温，以达到较高的结晶度，保证机械强度和表面光泽。高模温及优异的流动性，导致生产过程中极易产生飞边，加工适应性差，对模具、机台和加工工艺要求非常高，材料损耗大，后工序多。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，该材料不仅具有优异的机械性能、良好的阻燃耐热性、稳定的电气性能，而且赋予其优异的抗菌性，满足家用电器抗菌性要求。同时该材料具有较低的熔融指数和较好的尺寸稳定性，在加工过程中减少飞边和降低翘曲，提高产品良率，降低材料损耗。本专利技术的另一目的在于提供上述抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料的制备方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其组成按重量百分比计为：优选的，所述PPS为线型聚苯硫醚树脂，熔点280℃，其熔融指数在316℃/2.16kg条件下测试为250～450g/10min。熔融指数太高材料性能不稳定，熔融指数太低则加工性能差，对玻璃纤维的浸润性差。优选的，所述PPE为聚苯醚树脂，特性粘度0.47dL/g(25℃氯仿)。PPE为非结晶类材料，粘度低，耐热性好，与PPS相容性好，可提高PPS的尺寸稳定性及降低飞边。优选的，所述玻璃纤维为3～7mm的短切无碱玻璃纤维，直径为5～15μm，表面经过硅烷偶联剂处理，优先日本电气的T-747和欧文斯科宁的910A。玻璃纤维降低PPS的成本，同时提高耐热性和力学性能。优选的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。偶联处理可改善玻纤、填料等与PPS树脂基体的界面相容性，提高复合材料的综合性能。优选的，所述抗菌剂为四针状纳米氧化锌晶须，平均粒径30nm，比表面积50m2/g。四针状纳米氧化锌晶须一方面由于其优异的抗菌性，能提高PPS复合材料的抗菌性；另一方面由于其形态结构的特殊性，具有各向同性，不易团聚对PPS有增强增韧的双重作用，而且能提高PPS的尺寸稳定性；优选的，所述成核剂为滑石粉、硫酸钡、硅灰石、凹凸棒、硅藻土、水滑石、高岭土中的至少一种。成核剂可以改变PPS的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶密度，促使晶粒尺寸微细化，从而缩短成型周期、提高制品表面光泽、改善力学性能和耐热性。优选的，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、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、季戊四醇类十二硫代丙酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的至少一种。PPS由于其分子结构中的S原子含有两对孤对电子，具有较强的还原性，热氧稳定性较差；同时PPS加工温度高，容易导致加入的PPE树脂热氧降解，因此需加入抗氧剂提高复合材料的热氧稳定性。优选的，所述润滑剂为硅酮、季戊四醇硬脂酸脂、乙撑双脂肪酸酰胺、二硬脂酸乙烯胺中的至少一种。润滑剂的添加利于玻纤分散，防止玻纤外露。同时能有效控制材料流动性，利于充模。上述抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料的制备方法，包括如下步骤：按比例称取原材料，将PPS树脂、PPE树脂、抗菌剂、成核剂、抗氧剂和润滑剂混合均匀后加入到双螺杆挤出机加料斗中，同时从挤出机侧喂料加入玻璃纤维，经熔融挤出、水冷、风刀冷却、造粒和均化，即得到抗菌型低翘曲低飞边的PPS复合材料；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度250～260℃，二区温度275～285℃，三区温度280～290℃，四区温度280～290℃，五区温度265～275℃，六区温度265～275℃，七区温度255～265℃，八区温度245～255℃，机头温度285～295℃；螺杆转速400～450r/min，真空度：≥600mmHg，冷却水温：40～60℃，烘干时间2～4h，烘干温度：120～140℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)无机银类抗菌剂难分散、易变色，有机类抗菌剂不耐温、毒性大、时效短。与之相比，四针状纳米氧化锌晶须是一种安全性高的无机类抗菌剂，具有比表面积大、耐温、抗菌性好、不易团聚等特点。其抗菌性归因于两方面：一方面锌离子本身具有抗菌性，四针状结构使其不易团聚，分散性好，比表面积大，能充分发挥其纳米尺寸效应和抗菌性；另一方面四针状纳米氧化锌晶须是一种优异的光催化材料，光照条件下能产生羟基自由基、超氧阴离子自由基和过氧化氢等高活性物质，抗菌效果显著。(2)三维四针状立体结构的纳米氧化锌晶须是迄今为止唯一具有空间立体结构的晶须，由高纯度单晶生成，原子排列高度有序，晶格缺陷少，强度接近完整晶体的理论值，力学性能十分优异，拉伸强度达10GPa。而且四针状三维立体的结构特点使其不易团聚，比表面积大，能充分发挥其尺寸效应、量子效应。当PPS复合材料受到外应力时，纳米级的氧化锌晶须能阻止裂纹的进一步扩展，对PPS有增韧和增强的双重效果。此外，四针状纳米氧化锌晶须的各向同性能降低玻璃纤维增强PPS的各向异性，从而降低垂直流动方向和流动方向的收缩率之差，抑制翘曲。(3)在PPS中引入无定形PPE树脂，PPE本身具有耐热、尺寸稳定、本征阻燃、电气性能优良、粘度高等特点，从而在不影响PPS优异的阻燃、耐热、电气性能的基础上提高PPS的尺寸稳定性，降低PPS的流动性，降低注塑成型的飞边和制品的翘曲，提高产品良率，降低加工过程中的材料损耗，减少后工序。本专利技术针对市场需求，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，其组成按重量百分比计为：

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，其组成按重量百分比计为：2.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述PPS树脂为线型聚苯硫醚树脂，熔点280℃，其熔融指数在316℃/2.16kg条件下测试为250～450g/10min。3.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述PPE树脂为聚苯醚树脂，特性粘度0.47dL/g。4.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为3～7mm的短切无碱玻璃纤维，直径为5～15μm，表面经过硅烷偶联剂处理。5.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。6.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述抗菌剂为四针状纳米氧化锌晶须，平均粒径30nm，比表面积50m2/g。7.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述成核剂为滑石粉、硫酸钡、硅灰石、凹凸棒、硅藻土、水滑石、高岭土中的至少一种。8.根据权利要求1所述的抗菌型低翘曲低飞边PPS复合材料，其特征在于，所述抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建鑫，曾德明，黄泽彬，郝源增，陈瑜，邓爵安，任萍，李齐添，
申请(专利权)人：广州市聚赛龙工程塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44