一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料及制備方法
【專利摘要】本發明屬于高分子材料【技術領域】，公開了一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料及其成型工藝。該材料由包括以下重量份的組分制成：聚苯硫醚100份，玄武巖纖維10~50份，硅烷偶聯劑5~15份，高溫潤滑劑1~10份。制備方法如下：將聚苯硫醚100份，硅烷偶聯劑5~15份，高溫潤滑劑1~10份攪拌混合均勻，從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機中，在熔融成熔體流動狀態下將其從擠出機中擠出；同時將預熱后的玄武巖纖維10~50份引入擠出機機頭中，在機頭中實現流動熔體對其進行一次包覆，包覆過程重復2~4次，然后將所得的復合材料引出擠出機。本發明的制備方法為熔體包覆法制備復合材料，纖維與樹脂之間的浸漬和包覆效果好，從而提高了復合材料的性能；制備方法簡單。
【專利說明】一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高分子材料【技術領域】，涉及一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚苯硫醚(PPS)與聚醚醚酮(PPEK)、聚砜(PSF)、聚酰亞胺(PI)、聚芳酯(PAR)、液晶聚合物(LCP)并稱為六大特種工程塑料。PPS作為一種性能優異的特種工程塑料，其具有機械強度高、耐高溫、高阻燃、耐化學藥品性能強等優點；材料硬而脆、結晶度高、難燃、熱穩定性好、機械強度較高、電性能優良等優異性能。PPS作為工程塑料中耐熱性最好的品種之一，熱變形溫度一般大于260°C，抗化學性僅次于聚四氟乙烯，流動性僅次于尼龍。而且它還具有成型收縮率小(約0.08%)、吸水率低(約0.02%)、防火性好、耐震動疲乏性好等獨特優勢。
[0003]PPS因其上述諸多優異特性，已經得到很多功能性應用，諸如國外公開專利 US2011224384A1、US2010151246A1、US2009214863A1、US2008217010A1 等將聚苯硫醚應用于薄膜、紡粘性織物纖維、涂料、建筑物支撐劑等方面；隨著科技水平的提高和信息化的發展， PPS在國內的發展速度非常快，中國專利CN101085869A和CN101864169A分別公開了一種玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料，并且該種復合材料具有良好的機械性能、耐高溫性能和阻燃性能。隨著PPS技術的進一步發展和聚合物改性技術的進步，必將擴大PPS的使用范圍， 作為極具發展前景的耐高溫工程塑料，PPS的市場應用潛力巨大。
【發明內容】
[0004]為了使現有材料適應高性能需求的使用場合，本發明的目的是提供一種配方合理、高強度且具有良好阻燃性的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料。
[0005]本發明的另一個目的是提供一種上述玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法，該方法采用多次熔體包覆法，能實現更好的纖維與樹脂的浸潰和包覆效果，且成型工藝簡單，適用于工業化生產。
`[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]本發明提供了一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，該材料由包括以下
重量份的組分制成:
[0008]聚苯硫醚100份，
[0009]玄武巖纖維10~50份，
[0010]硅烷偶聯劑5~15份，
[0011]高溫潤滑劑廣10份。
[0012]所述的玄武巖纖維為長的連續纖維。
[0013]所述的硅烷偶聯劑為含有氨基、羧基或環氧基改性的有機硅化合物，優選R-氨丙基二乙氧基硅烷或R-縮水甘油基丙燒二甲氧基硅烷。[0014]所述的高溫潤滑劑為白色粉末狀硬脂酸類高分子化合物，簡稱PETS，購于蘇州聯勝化學有限公司。[0015]本發明還提供了一種上述玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法， 該方法包括以下步驟:
[0016]將聚苯硫醚100份，硅烷偶聯劑5~15份，高溫潤滑劑f 10份攪拌混合均勻，從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機中，在熔融成熔體流動狀態下將其從擠出機中擠出；同時將預熱后的玄武巖纖維10~50份引入擠出機機頭中，在機頭中實現流動熔體對其進行一次包覆，包覆過程重復2~4次，然后將所得的復合材料引出擠出機。
[0017]所述的攪拌混合均勻的時間為10~30min。
[0018]所述的熔融成熔體流動狀態的溫度為30(T330°C。
[0019]所述的玄武巖纖維的預熱溫度為28(T300°C。
[0020]本發明與現有技術相比，具有以下優點和有益效果:
[0021]1、本發明選用玄武巖纖維作為增強纖維，既避免了玻璃纖維對環境的污染，相對價格昂貴的碳纖維又降低了原料成本。
[0022]2、本發明相較于純PPS來說，通過加入玄武巖纖維進行改性，既節約了原料成本， 玄武巖纖維的引入對復合材料的性能提高也有突出效果。
[0023]3、本發明中采用的制備方法為熔體包覆法制備復合材料，纖維與樹脂之間的浸潰和包覆效果好，從而提高了復合材料的性能；同時，成型工藝簡單，適用于連續化工業生產。
【具體實施方式】
[0024]以下結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0025]以下實施例所用的聚苯硫醚為熱塑性樹脂，微黃色或者咖啡色粒料。
[0026]以下實施例所用的玄武巖纖維為長的連續纖維。
[0027]以下實施例所用的高溫潤滑劑為白色粉末狀硬脂酸類高分子化合物，簡稱PETS， 購于蘇州聯勝化學有限公司。
[0028]實施例1
[0029]按照下面的重量稱取原料:
[0030]聚苯硫醚100份，玄武巖纖維10份，硅烷偶聯劑R-氨丙基三乙氧基硅烷5份，高溫潤滑劑1份。
[0031]將上述稱量好的聚苯硫醚樹脂、硅烷偶聯劑、高溫潤滑劑在高速攪拌機中高速攪拌lOmin，混合均勻，并將玄武巖纖維在280°C下預熱；將預混合的物料從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機，在溫度為300°C下熔融成熔體狀態，并將其從擠出機中擠出；同時，將經預熱的玄武巖纖維引入擠出機機頭中，在機頭中實現上述流動熔體對其進行一次包覆，然后將所得的復合材料引出擠出機；為確保纖維浸潰和包覆效果，重復上述包覆過程2次；然后將上述擠出料條冷卻、切粒，即得玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚粒料，按照所需要求可制備具有阻燃性優異的耐高溫結構件。
[0032]實施例2
[0033]按照下面的重量稱取原料:
[0034]聚苯硫醚100份，玄武巖纖維30份，硅烷偶聯劑R-縮水甘油基丙烷三甲氧基硅烷10份，高溫潤滑劑5份。
[0035]將上述稱量好的聚苯硫醚樹脂、硅烷偶聯劑、高溫潤滑劑在高速攪拌機中高速攪拌20min，混合均勻，并將玄武巖纖維在290°C下預熱；將預混合的物料從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機，在溫度為315°C下熔融成熔體狀態，并將其從擠出機中擠出；同時，將經預熱的玄武巖纖維引入擠出機機頭中，在機頭中實現上述流動熔體對其進行一次包覆，然后將所得的復合材料引出擠出機；為確保纖維浸潰和包覆效果，重復上述包覆過程3次；然后將上述擠出料條冷卻、切粒，即得玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚粒料，按照所需要求可制備具有阻燃性優異的耐高溫結構件。
[0036]實施例3
[0037]按照下面的重量稱取原料:
[0038]聚苯硫醚100份，玄武巖纖維50份，硅烷偶聯劑R-氨丙基三乙氧基硅烷15份，高溫潤滑劑10份。
[0039]將上述稱量好的聚苯硫醚樹脂、硅烷偶聯劑、高溫潤滑劑在高速攪拌機中高速攪拌30min，混合均勻，并將玄武巖纖維在300°C下預熱；將預混合的物料從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機，在溫度為330°C下熔融成熔體狀態，并將其從擠出機中擠出；同時，將經預熱的玄武巖纖維引入擠出機機頭中，在機頭中上述流動熔體對其進行一次包覆，然后將所得的復合材料引出擠出機；為確保纖維浸潰和包覆效果，重復上述包覆過程4次；然后將上述擠出料條冷卻、切粒，即得玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚粒料，按照所需要求可制備具有阻燃性優異的耐高溫結構件。
[0040]表1
[0041]
【權利要求】
1 一種玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，其特征在于:該材料由包括以下重量份的組分制成聚苯硫醚玄武巖纖維硅烷偶聯劑高溫潤滑劑100 份， 10~50份， 5~15份，I~10份。
2.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，其特征在于:所述的玄武巖纖維為長的連續纖維。
3.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，其特征在于:所述的硅烷偶聯劑為含有氨基、羧基或環氧基改性的有機硅化合物。
4.根據權利要求3所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，其特征在于:所述的硅烷偶聯劑為R-氨丙基二乙氧基硅烷或R-縮水甘油基丙燒二甲氧基硅烷。
5.根據權利要求1所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料，其特征在于:所述的高溫潤滑劑為硬脂酸類高分子化合物。
6.權利要求1至5任一所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法， 其特征在于:該方法包括以下步驟:將聚苯硫醚100份，硅烷偶聯劑5~15份，高溫潤滑劑f 10份攪拌混合均勻，從樹脂喂料口投入到雙螺桿擠出機中，在熔融成熔體流動狀態下將其從擠出機中擠出；同時將預熱后的玄武巖纖維1(T50份引入擠出機機頭中，在機頭中實現流動熔體對其進行一次包覆， 包覆過程重復2~4次，然后將所得的復合材料引出擠出機。
7.根據權利要求6所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法，其特征在于:所述的攪拌混合均勻的時間為l(T30min。
8.根據權利要求6所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法，其特征在于:所述的熔融成熔體流動狀態的溫度為30(T330°C。
9.根據權利要求6所述的玄武巖纖維增強熱塑性聚苯硫醚復合材料的制備方法，其特征在于:所述的玄武巖纖維的預熱溫度為28(T300°C。
【文檔編號】C08J5/04GK103509354SQ201210202163
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月18日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】周一新 申請人:上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司