改性PSU塑料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性PSU塑料，包括以下重量份数的原料：聚合物包覆的白石墨烯0.5‑21份、白油0.5‑12份、PSU树脂60‑100份、分散剂0.5‑20份；其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。对白石墨烯进行聚合物包覆，可提高白石墨烯与PSU基体之间的相容性，实现白石墨烯在PSU基体中均匀分散。进一步的，白石墨烯互相穿插于PSU基体中能形成网状结构，进一步增强PSU的韧性和抗冲击性。同时，还可提高PSU塑料的抗热老化性和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
改性PSU塑料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别是涉及改性PSU塑料及其制备方法。
技术介绍
聚砜树脂(PSU)，为白色颗粒状固体，是一种热塑性特种工程塑料，综合性能非常优异，主要用于生产涤棉、无纺布等，在电器、电子、仪器、仪表及宇航部门中作耐热、耐蚀、高强度零件及绝缘制件、工业用膜等。但PSU塑料熔融流动性差，加工成型困难，且产品冲击韧性差，也不耐磨，限制了其进一步应用。实际应用的产品大部分为改性PSU，目前大多数厂家采用玻纤、碳纤来改性PSU，可一定程度提高改性PSU的抗冲击强度和耐磨性，但仍然不能满足航天、电子电器等领域所需的轻量化、高抗冲和高导热性需求；另外，GF填充量较大(＞20％)，双螺杆挤出时不易下料，多采用双向侧喂料系统进行下料，且改性PSU塑料配方中还需加入相容剂、抗氧剂、润滑剂等其他助剂辅助改性，分别给改性塑料企业在螺杆挤出机设备选型和配方设计上增加难度，造成成本的上升。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种韧性好、耐磨、易于加工的改性PSU塑料及其制备方法。本专利技术提供一种改性PSU塑料。具体技术方案为：一种改性PSU塑料，包括以下重量份数的原料：改性白石墨烯0.5-21份、白油0.5-12份、PSU树脂60-100份、分散剂0.5-20份；其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。在其中一个实施例中，一种改性PSU塑料，包括以下重量份数的原料：改性白石墨烯1-16份、白油1-7份、PSU树脂80-100份、分散剂1-10份。在其中一个实施例中，所述聚合物单体选自苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯包含以下重量份数的原料：白石墨烯0.5-25份、溶剂50-150份、稳定剂0.05-5份、引发剂0.5-5份、聚合物单体1-10份。在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯包含以下重量份数的原料：白石墨烯0.5-18份、溶剂80-120份、稳定剂0.1-1份、引发剂0.5-2份、聚合物单体2-8份。在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯的制备方法包括以下步骤：将白石墨烯分散于溶剂中，加入稳定剂，得亲油改性白石墨烯；将所述亲油改性白石墨烯升温至60-120℃，加入引发剂，搅拌10-30min，再加入聚合物单体，反应0.5-2h，即得。在其中一个实施例中，所述白石墨烯为1-20层白石墨烯。在其中一个实施例中，所述溶剂选自水、乙醇、乙二醇、丙三醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述稳定剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油胺、油酸中的一种或几种；及/或所述引发剂选自过硫酸铵或偶氮二异丁腈。在其中一个实施例中，所述分散剂选自石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种；及/或所述白油选自工业级白油或食品级白油，种类选自1#、3#、5#、7#、10#、15#、26#、36#、46#中的一种或几种。本专利技术还提供一种上述改性PSU塑料的制备方法。具体技术方案为：按上述重量份数称取各原料；改性白石墨烯、白油、PSU树脂和分散剂混合，得混合物料；将上述混合物料挤出造粒，即得。在其中一个实施例中，所述混合工艺为：加热温度为60-120℃，分散时间5-30min；所述挤出造粒的工艺为：挤出机各区温度范围为270-340℃，机头温度为280-350℃，主机转速为210-560r/min。与现有方案相比，本专利技术具有以下有益效果：上述改性PSU塑料，向PSU树脂中添加改性白石墨烯，提高了PSU复合材料的韧性和耐磨性。其中，白石墨烯为单层或少层状二维材料，具有很高的机械强度、柔韧性、高阻隔性、高导热率和自润滑性等特性。对白石墨烯进行聚合物包覆，可提高白石墨烯与PSU基体之间的相容性，实现白石墨烯在PSU基体中均匀分散。进一步的，白石墨烯互相穿插于PSU基体中能形成网状结构，进一步增强PSU的韧性和抗冲击性，同时，还可提高PSU塑料的抗热老化性和耐磨性。本专利技术通过特定的改性方法，对白石墨烯进行聚合物包覆。充分发挥白石墨烯材料本身的优异特性，实现白石墨烯与PSU基体间的良好物理、化学结合作用，制备的改性PSU塑料具备高抗冲击韧性和抗老化性、具有优异的耐磨性，也易于加工成型，应用范围和市场前景广阔。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的改性PSU塑料及其制备方法作进一步详细的说明。本专利技术具体实施方式中白石墨烯为层数为1-20层的白石墨烯。本专利技术具体实施方式中所有原料均来源于市售。实施例1本实施例提供一种改性PSU塑料，由以下重量份数的原料制备而成：改性白石墨烯3份、PSU树脂90份、15#工业级白油3份和聚乙烯蜡4份。上述改性PSU塑料的制备方法包括以下步骤：步骤1)：改性白石墨烯的制备。将10份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的苯乙烯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节pH值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。步骤2)：改性白石墨烯/PSU树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入PSU树脂、改性白石墨烯、15#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散6min出料，得混合物料；步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在280-320℃、机头温度控制稳定在330℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为240r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得改性PSU塑料。实施例2本实施例提供一种改性PSU塑料，由以下重量份数的原料制备而成：改性白石墨烯5份、PSU树脂87份、26#工业级白油3.5份和聚乙烯蜡4.5份。上述改性PSU塑料的制备方法包括以下步骤：步骤1)：改性白石墨烯的制备。将10份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的苯乙烯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节pH值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。步骤2)：改性白石墨烯/PSU树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入PSU树脂、改性白石墨烯、26#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散10min出料，得混合物料；步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在290-330℃、机头温度控制稳定在340℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性PSU塑料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性白石墨烯0.5‑21份、白油0.5‑12份、PSU树脂60‑100份、分散剂0.5‑20份；其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。

【技术特征摘要】
1.一种改性PSU塑料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性白石墨烯0.5-21份、白油0.5-12份、PSU树脂60-100份、分散剂0.5-20份；其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。2.根据权利要求1所述的改性PSU塑料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性白石墨烯1-16份、白油1-7份、PSU树脂80-100份、分散剂1-10份。3.根据权利要求1或2所述的改性PSU塑料，其特征在于，所述聚合物单体选自苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的改性PSU塑料，其特征在于，所述改性白石墨烯的制备方法包括以下步骤：将白石墨烯分散于溶剂中，加入稳定剂，得亲油改性白石墨烯；将所述亲油改性白石墨烯升温至60-120℃，加入引发剂，搅拌10-30min，再加入聚合物单体，反应0.5-2h，即得。5.根据权利要求4所述的改性PSU塑料，其特征在于，所述白石墨烯为1-20层白石墨烯。6.根据权利要求4所述的改性PSU塑料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，段镶锋，李晓丰，
申请(专利权)人：广东纳路纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44