填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料制造技术

本发明专利技术公开了填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO 100份，尼龙PA 10‑30份，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物SBS 10‑20份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，纳米介孔硅10‑30份，硅烷偶联剂KH‑550 1‑10份，硅烷偶联剂KH‑560 1‑10份，乙撑双硬脂酰胺1‑5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份以及双(2,4‑二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份。本发明专利技术还公开了所述填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料的制备方法。

High strength anti-aging PPO composites filled with nano mesoporous silicon

The invention discloses a high strength anti aging PPO composite filled with nano mesoporous silicon. According to the weight ratio, the preparation materials are 100 portions of polyphenylene ether PPO, nylon PA 10, 20 copies of SBS styrene butadiene block copolymer, 50 double polymer coated nano hydroxyapatite, 80 nano mesoporous silicon 10 Silane coupling agent, KH 550, 1, 10 copies, silane coupling agent KH 560 1 10 copies, ethylene distearamide 1 5 portions, two octyl pentaerythritol two phosphite two, and double (2,4 tert butyl phenyl) pentaerythritol two phosphates 1 respectively. The invention also discloses a preparation method of the high strength anti-aging PPO composite material filled with nano mesoporous silicon.

【技术实现步骤摘要】
填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料
本专利技术属于聚合物复合材料
，更具体地，本专利技术涉及一种填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料。
技术介绍
聚苯醚(PPO)是五大工程塑料之一。PPO是亲油性高的非结晶材料，耐热性、电气绝缘性及高温下耐蠕变性优异，但是其冲击韧性差、难加工和不耐非极性溶剂；此外，还存在强度有限且阻燃性不好的缺陷，亟待解决。因此，需要进行技术改进，制备具有更好的强度和并保持高弹性，且阻燃性较好的PPO复合材料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，尼龙PA10-30份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS10-20份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，纳米介孔硅10-30份，硅烷偶联剂KH-5501-10份，硅烷偶联剂KH-5601-10份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1-3份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1-3份；优选地，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，尼龙PA20份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS15份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石64份，纳米介孔硅18份，硅烷偶联剂KH-5503份，硅烷偶联剂KH-5605份，乙撑双硬脂酰胺3份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯2份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯2份。优选地，所述双层聚合物的外层为刚性聚醚酮，内层为柔性聚醚胺。优选地，所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的硅烷偶联剂KH-550，在100℃、氮气保护下，继续搅拌2h后，将反应溶液沉析在2000ml乙醇中，得大量固体沉淀，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，50℃下干燥24h得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石；（3）将0.002mol的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol的4,4’-二羟基二苯酮、0.0024mol的无水碳酸钠、0.012mol的二苯砜装入反应容器中，在氮气气氛下升温至180℃，反应6h，然后升温至300℃，反应5h，然后将反应溶液在去离子水中析出，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，120℃下干燥24h得聚醚酮；（4）取步骤（3）所得聚醚酮10g溶解在300ml二苯砜中，然后加入步骤（2）所得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石100g，升温至80℃搅拌2h后，将反应溶液在去离子水中析出，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，120℃下干燥24h得双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石。优选地，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为200-700纳米；更优选地，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为500纳米。优选地，所述纳米介孔硅的平均粒径为200-1000纳米；更优选地，所述纳米介孔硅的平均粒径为900纳米。本专利技术还提供了填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料的制备方法，包括如下步骤：将上述原料加入转速为1200转/分钟的高速混合机中混合，直至因高速搅拌所产生的摩擦热使物料温度升高至130℃时出料，然后将混合物料送入到冷却搅拌器中，在搅拌下通过冷水夹套冷却的方式冷却至60℃；将冷却后的混合物料送入到已达到设定温度的双螺杆挤出机中，混合物料在经过双螺杆挤出机挤出成为条料，所设定的挤出模头温度为290℃；所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒即得到填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料；上述双螺杆挤出机按照物料经过的先后次序分为4个加热区和挤出模头，所设定的各加热区的加热温度依次为：一区温度250-280℃，二区温度270-290℃，三区温度270-290℃，四区温度260-290℃。优选地，所述各加热区的加热温度依次为：一区温度260℃，二区温度280℃，三区温度290℃，四区温度280℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的加入，通过刚性聚醚酮与柔性聚醚胺的协同作用，大大提高了填料的分散性，可使填料的含量大大增加，并同时提高体系的强度和阻燃性能。纳米介孔硅和硅烷偶联剂的加入可以进一步提高体系的交联密度，并与双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石协同，进一步提高体系的强度。具体实施方式原料：聚苯醚PPO购自日本三菱化学，牌号为PX110L。尼龙PA为杜邦PA66，牌号为101NC010。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS购自巴陵石化，牌号为YH-791。纳米羟基磷灰石（平均粒径为500纳米）购自阿拉丁试剂。纳米介孔硅（平均粒径为900纳米）MCM-41购自杭州海创化工。其它原料均购自西域化工。实施例1按重量份，将聚苯醚PPO100份，尼龙PA10份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS10份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50份，纳米介孔硅10份，硅烷偶联剂KH-5501份，硅烷偶联剂KH-5601份，乙撑双硬脂酰胺1份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1份加入转速为1200转/分钟的高速混合机中混合，直至因高速搅拌所产生的摩擦热使物料温度升高至130℃时出料，然后将混合物料送入到冷却搅拌器中，在搅拌下通过冷水夹套冷却的方式冷却至60℃；将冷却后的混合物料送入到已达到设定温度的双螺杆挤出机中，混合物料在经过双螺杆挤出机挤出成为条料，所设定的挤出模头温度为290℃；所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒即得到填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料；上述双螺杆挤出机按照物料经过的先后次序分为4个加热区和挤出模头，所设定的各加热区的加热温度依次为：一区温度260℃，二区温度280℃，三区温度290℃，四区温度280℃。所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的硅烷偶联剂KH-550，在100℃、氮气保护下，继续搅拌2h后，将反应溶液沉析在2000ml乙醇中，得大量固体沉淀，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，50℃下干燥24h得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石；（3）将0.002mol的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol的4,4’-二羟基二苯酮、0.0024mol的无水碳酸钠、0.012mol的二苯砜装入反应容器中，在氮气气氛下升温至180℃，反应6h，然后升温至300℃，反应5h，然后将反应溶液在去离子水中析出，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，120℃下干燥24h得聚醚酮；（4）取步骤（3）所得聚醚酮10g溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO 100份，尼龙PA 10‑30份，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物SBS 10‑20份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，纳米介孔硅10‑30份，硅烷偶联剂KH‑550 1‑10份，硅烷偶联剂KH‑560 1‑10份，乙撑双硬脂酰胺 1‑5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份以及双(2,4‑二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1‑3份。

【技术特征摘要】
1.填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，尼龙PA10-30份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS10-20份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，纳米介孔硅10-30份，硅烷偶联剂KH-5501-10份，硅烷偶联剂KH-5601-10份，乙撑双硬脂酰胺1-5份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯1-3份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯1-3份。2.根据权利要求1所述的填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，尼龙PA20份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS15份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石64份，纳米介孔硅18份，硅烷偶联剂KH-5503份，硅烷偶联剂KH-5605份，乙撑双硬脂酰胺3份，二辛酯基季戊四醇二亚磷酸酯2份以及双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯2份。3.根据权利要求1所述的填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，其特征在于，所述双层聚合物的外层为刚性聚醚酮，内层为柔性聚醚胺。4.根据权利要求1-3任一项所述的填充有纳米介孔硅的高强度抗老化PPO复合材料，其特征在于，所述双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石的制备方法为：（1）在反应容器中，依次加入0.044mol的1H-咪唑-4-乙胺、10g的环氧树脂E-44以及N，N-二甲基甲酰胺300ml，通氮气保护30min后，升温100℃反应5h后，得粘稠的聚醚胺溶液；（2）往上述粘稠的聚醚胺溶液中，加入100g的纳米羟基磷灰石，2g的硅烷偶联剂KH-550，在100℃、氮气保护下，继续搅拌2h后，将反应溶液沉析在2000ml乙醇中，得大量固体沉淀，用乙醇和去离子水反复洗涤该固体沉淀三次，然后抽滤，将所得固体在真空烘箱中，50℃下干燥24h得单层聚合物包覆纳米羟基磷灰石；（3）将0.002mol的4,4’-二氟二苯酮、0.0021mol的4,4’-二羟基二苯酮、0.0024mol的无水碳酸钠、0.012mol的二苯砜装入反应容器中，在氮气气氛下升温至180℃，反应6h，然后升温至300℃，反应5h，然后将反应溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：高溢，
申请(专利权)人：贵州高塑环保新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52