本发明专利技术公开了可同时耐低温和高温的高性能PPO复合材料，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO 100份，聚氨酯PU 10‑50份，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物SBS 1‑5份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，纳米介孔硅10‑20份，硅烷偶联剂KH‑550 1‑5份，硅烷偶联剂KH‑560 1‑5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可同时耐低温和高温的高性能PPO复合材料的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
可同时耐低温和高温的高性能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可同时耐低温和高温的高性能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，而且难以兼顾耐低温和耐高温性能，难以广泛应用，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、耐高低温性能佳的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可同时耐低温和高温的高性能PPO复合材料，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，聚氨酯PU10-50份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS1-5份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，纳米介孔硅10-20份，硅烷偶联剂KH-5501-5份，硅烷偶联剂KH-5601-5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，所述的可同时耐低温和高温的高性能PPO复合材料，按重量份计，其制备原料为：聚苯醚PPO100份，聚氨酯PU30份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS3份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石70份，纳米介孔硅13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。在一种实施方式中，所述双层聚合物的外层为刚性聚醚酮，内层为柔性聚醚胺。在一种实施方式中，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。在一种实施方式中，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为200-700纳米。优选地，所述纳米羟基磷灰石的平均粒径为500纳米。在一种实施方式中，所述纳米介孔硅的平均粒径为200-1000纳米。优选地，所述纳米介孔硅的平均粒径为900纳米。本专利技术还提供可同时耐低温和高温的高性能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可同时耐低温和高温的高性能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。于此同时，通过引入耐低温的聚氨酯，进一步改善体系的低温性能，从而获得综合性能好的材料。具体实施方式原料：聚苯醚PPO购自日本三菱化学，牌号为PX110L。聚氨酯PU为拜尔Texin200-TPU285。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，聚氨酯PU10份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS1份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石80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5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可同时耐低温和高温的高性能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℃，反本文档来自技高网...
【技术保护点】
可同时耐低温和高温的高性能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，聚氨酯PU 10‑50份，苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物SBS 1‑5份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50‑80份，纳米介孔硅10‑20份，硅烷偶联剂KH‑550 1‑5份，硅烷偶联剂KH‑560 1‑5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.可同时耐低温和高温的高性能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，聚氨酯PU10-50份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS1-5份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石50-80份，纳米介孔硅10-20份，硅烷偶联剂KH-5501-5份，硅烷偶联剂KH-5601-5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所述的可同时耐低温和高温的高性能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，聚氨酯PU30份，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SBS3份，双层聚合物包覆纳米羟基磷灰石70份，纳米介孔硅13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所述的可同时耐低温和高温的高性能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任一项所述的可同时耐低温和高温的高性能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...
【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
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