一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备得到：8‑12份的纳米玄武岩纤维、2‑5份的改性剂、25‑40份的聚乙烯、55‑75份的聚醚砜、0.3‑0.8份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂5‑10份的异戊橡胶；本发明专利技术将经过针对性改性处理的纳米玄武岩纤维与聚醚砜进行复合，并使纳米玄武岩纤维均匀分散在聚醚砜体系中，得到的复合材料抗疲劳性能优异，有利于聚醚砜在更多领域中的应用。

A Modified Polyethersulfone composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法
本专利技术涉及改性材料领域，具体涉及一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得，是非晶态聚合物，是一种热塑性工程塑料。由于具有耐热性、耐热水性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，所以长期在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工及不沾涂料等领域得到广泛的应用。随着人们对材料抗疲劳性能要求的不断提高，未经抗疲劳改性的聚醚砜已难以满足需求，因而，对聚醚砜进行抗疲劳改性成为必要。现今对聚醚砜的抗疲劳改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚醚砜的抗疲劳性增加效果显著，使聚醚砜能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有抗疲劳增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行抗疲劳改性过程中，纳米材料分散不均会影响其抗疲劳效果，得到的改性材料抗疲劳性较差，对改性材料的生产和应用造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有聚醚砜复合材料抗疲劳性较差的缺陷，提供一种改性聚醚砜复合材料及其制备方法；本专利技术将经过针对性改性处理的纳米玄武岩纤维与聚醚砜进行复合，并使纳米玄武岩纤维均匀分散在聚醚砜体系中，得到的复合材料抗疲劳性能优异，有利于聚醚砜在更多领域中的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种改性聚醚砜复合材料，包括以下重量份原材料制备得到：8-12份的纳米玄武岩纤维、2-5份的改性剂、25-40份的聚乙烯、55-75份的聚醚砜、0.3-0.8份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂、5-10份的异戊橡胶。上述一种改性聚醚砜复合材料，根据纳米玄武岩纤维和交联能增加树脂材料抗疲劳性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米玄武岩纤维与聚醚砜之间的相容性，并使纳米玄武岩纤维在聚醚砜中分散更均匀，使纳米玄武岩纤维对聚醚砜的抗疲劳性增强作用更好，还通过控制聚醚砜的聚合度来使改性后的复合材料在抗疲劳性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的复合材料在具有优异的抗疲劳性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。上述一种改性聚醚砜复合材料，其中，所述的纳米玄武岩纤维直径为1-10nm，长径比为2-10︰1；纳米玄武岩纤维长径比越大，分散性越差，纳米玄武岩纤维长径比越小，对聚醚砜的拉伸强度增强作用越差；优选的，所述的纳米玄武岩纤维直径为3-5nm，长径比为3-6︰1。上述一种改性聚醚砜复合材料，其中，所述的改性剂为磷酸三乙酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米玄武岩纤维与聚醚砜的相容性，又能在纳米玄武岩纤维表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中磷酸三乙酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯的物质的量之比为1︰1。上述一种改性聚醚砜复合材料，其中，聚乙烯的聚合度越大，则交联后复合材料的抗疲劳性越差，加工性越好，聚乙烯的聚合物越小，则交联后复合材料的抗疲劳性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚乙烯聚合度，是平衡抗疲劳性和加工性的重要手段。所述的聚乙烯的聚合度为200-300；优选的，所述的聚乙烯的聚合度为230-280；最优的，所述的聚乙烯的聚合度为250；通过优选，得到的复合材料既具有优异的抗疲劳性，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。其中，所述的聚醚砜聚合度为1800-2500；优选的，所述聚醚砜的聚合度为2000-2300；最优选的，所述的聚醚砜的聚合度为2100；通过优选，得到的复合材料既具有优异的抗疲劳性，也具有较好的加工性。上述一种改性聚醚砜复合材料，其中，所述的偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂；巯丙基三甲氧基硅烷能增加纳米玄武岩纤维与聚醚砜以及改性剂之间的相容性，提高复合材料的性能。其中，所述的交联剂为对甲苯磺酸，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高复合材料的抗疲劳性。上述一种改性聚醚砜复合材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高复合材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术还提供了一种改性聚醚砜复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米玄武岩纤维用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米玄武岩纤维用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米玄武岩纤维与聚醚砜混合均匀后在电场中进行复合处理，得到混合料；（4）将混合料与聚乙烯、交联剂、异戊橡胶混合均匀后在进行复合处理，得到改性聚醚砜复合材料。一种改性聚醚砜复合材料的制备方法，先用偶联剂对纳米玄武岩纤维进行偶联处理，增加纳米玄武岩纤维与改性剂、聚醚砜的相容性；再用改性剂对纳米玄武岩纤维进行改性处理，并在其表面形成极性基团；最后利用外电场使纳米玄武岩纤维表面和聚醚砜链中的极性基团极化，带电，通过电荷间的相斥或相吸的原理，使纳米玄武岩纤维均匀分散的同时，也能与聚醚砜链上的极性基团键接，从而使纳米玄武岩纤维的抗疲劳增强效果得到最大程度的体现，使得到的改性聚醚砜抗疲劳性显著提高；该制备方法简单可靠，适合用于改性聚醚砜复合材料的大规模、工业化生产。上述一种改性聚醚砜复合材料的制备方法，其中，优选的，步骤1进行偶联处理过程中可采用超声波辅助；通过超声波的高速震荡，使纳米玄武岩纤维分散性更好，且对偶联处理具有促进作用。上述一种改性聚醚砜复合材料的制备方法，其中，步骤3中所述的电场能对基团产生极化作用，使基团带电，从而能促进纳米玄武岩纤维的分散和键接作用，提高改性聚醚砜的抗疲劳性。优选的，所述的电场强度为0.5-2kv/m；电场强度过小，极化效果弱，对纳米玄武岩纤维的分散效果差；电场强度过大，极化效果太强，分子间作用力太大，分子链产生定向移动，对分子链的排列和键接产生影响，可能降低复合材料的性能；最优选的，所述的电场强度为0.8-1.5kv/m。其中，优选的，所述的电场为电场方向不变的平行电场；电场方向不变的平行电场对极性基团的极化效果最好，基团间作用力稳定，对纳米玄武岩纤维的分散和键接的促进作用效果最佳。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术复合材料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，使纳米玄武岩纤维与聚醚砜之间的相容性更好，在聚醚砜中的分散性更好，纳米玄武岩纤维对聚醚砜的抗疲劳性增强作用更好。2、本专利技术复合材料通过控制聚醚砜和聚乙烯的聚合度来使改性后的复合材料在抗疲劳性与加工性之间达到最佳平衡关系，使得到的复合材料在具有优异的抗疲劳性的条件下，也具有优异的加工性。3、本专利技术复合材料的制备方法，利用外电场的极化作用，能促进纳米玄武岩纤维在聚醚砜体系中的分散和键接，纳米玄武岩纤维的抗疲劳增强效果更好，得到的复合材料的抗疲劳性更高。4、本专利技术复合材料的制备方法简单、可靠，适合改性聚醚砜复合材料的大规模、工业化生产。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）将10份的纳米玄武岩纤维用0.5份的巯丙基三甲氧基硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚醚砜复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：8‑12份的纳米玄武岩纤维、2‑5份的改性剂、25‑40份的聚乙烯、55‑75份的聚醚砜、0.3‑0.8份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂、5‑10份的异戊橡胶；所述改性剂为磷酸三乙酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物；所述偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂，所述交联剂为对甲苯磺酸；所述聚乙烯的聚合度为200‑300；所述聚醚砜聚合度为1800‑2500。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚醚砜复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：8-12份的纳米玄武岩纤维、2-5份的改性剂、25-40份的聚乙烯、55-75份的聚醚砜、0.3-0.8份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂、5-10份的异戊橡胶；所述改性剂为磷酸三乙酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯组成的混合物；所述偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂，所述交联剂为对甲苯磺酸；所述聚乙烯的聚合度为200-300；所述聚醚砜聚合度为1800-2500。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述改性剂中磷酸三乙酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯的物质的量之比为1︰1。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚乙烯的聚合度为2000-2300。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述聚乙烯的聚合度为2100。5.根据权利要求1所述的复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒春柳，
申请(专利权)人：四川力智久创知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51