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CN108485265A - 一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料 - Google Patents

一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，该复合材料是由聚苯硫醚、玻璃纤维、无机矿物填料、复合成核剂和加工助剂组成，其组分及其含量分别为(重量百分比):聚苯硫醚20～60％，玻璃纤维20～40％，无机矿物填料10～40％,复合成核剂2～6％，加工助剂0.3～5％,该快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料具有快速结晶性，收缩小，成型周期短，较高的机械性能，耐热性能，适于制造电子电器产品、机械产品、汽车零部件及其它耐热产品。

Description

一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料。
背景技术：
聚苯硫醚(PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，1968年由美国Phillips PetroleumCo.首创并投产的一种新型特种工程塑料。由于PPS主链上大量的苯环的存在，增加了材料的刚性，使得未改性的聚苯硫醚材料脆性比较大，机械性能比较差，而且耐热温度相对比较低，因而材料的应用受到了极大的限制。采用玻璃纤维或无机矿物填充料来改性聚苯硫醚可以提高其机械性能和耐热性，热变形温度可以达到260℃。
由于其分子结构特殊性使得其具有许多独特的性能，主要表现在：优良的热稳定性、化学稳定性、尺寸稳定性、耐腐蚀性以及电性能优异的物理力学性能、良好的粘接性能、优良的阻燃性、良好的电性能、可共混改性。目前在汽车制造、电子电气、化工、仪器仪表和航天工业等方面具有广泛的应用。
然而，由于聚苯硫醚材料本身特性决定了其在注塑成型过程中要求模具温度要大于130℃，注塑的时间足够长，才能够保证材料的性能，否则材料的强度和耐热性能均受到影响。然而目前受成型设备所限，很多企业很难保证模具的温度达到130℃。正是由于聚苯硫醚材料在成型加工过程中存在结晶速率慢，模具温度高，成型周期长等缺点，在一定的程度上限制了聚苯硫醚材料的应用。
随着聚苯硫醚材料的用途的不断扩大，特别是在电子电器、机械零部件上的应用，越来越多企业要求改善聚苯硫醚的加工性能，而目前聚苯硫醚材料的性能满足不了要求的，因此要求开发出结晶速率快，成型模具温度要求低、成型周期短的聚苯硫醚复合材料。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术上存在的缺点，对聚苯硫醚材料进行玻纤和矿物增强改性，提供了一种具有高强度、高刚性、低收缩和快速结晶性的填充增强聚苯硫醚复合材料。
本发明所采用的技术方案有：一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，所述复合材料组分按重量百分比为：
聚苯硫醚树脂20～60％，
玻璃纤维20～40％，
无机矿物填料10～40％，
复合成核剂2～6％，
加工助剂0.3～5％。
所述的聚苯硫醚树脂的熔体流动速率为400-800g/10min，测试条件为316℃，5kg。
所述玻璃纤维为短切纤维，长度为3～10mm，单丝直径为8～15um。
所述无机矿物填料为：滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅灰石、高龄土、玻璃微珠中的一种或几种混合物。
所述的复合成核剂为超细滑石粉、氮化硼和己二酸二丁酯混合组成。
所述加工助剂为增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料中的一种或几种的混合物。
本发明具有如下有益效果：本发明通过对聚苯硫醚材料进行玻纤和矿物增强改性，本发明具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料的结晶温度得到明显的提高。
具体实施方式：
本发明的技术方案是提供一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，它包括以下重量百分比配比的原料制成：
聚苯硫醚树脂20～60％，
玻璃纤维20～40％，
无机矿物填料10～40％，
复合成核剂2～6％，
加工助剂0.3～5％。
其中聚苯硫醚树脂的熔体流动速率为400-800g/10min，测试条件为316℃，5kg。
其中玻璃纤维为短切纤维，优选长度为3～10mm，单丝直径为5～15um。
无机矿物填料为：滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅灰石、高龄土、玻璃微珠中的一种或几种混合物。
其中复合成核剂为超细滑石粉、氮化硼和己二酸二丁酯混合组成。其混合比例为1：1：0.5，其中滑石粉要求其粒径在0.5～1um,氮化硼要求其粒径在1～5um。
本发明的一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料中还可以进一步含有其它的加工助剂，如增塑剂、稳定剂、脱模剂、填料、染料、颜料和其它赋予其它特性的树脂，只要不损害本发明的效果即可。
本发明的一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料的制备方法并不特别受限，本发明的快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料可以通过用诸如挤出机(单螺杆或双螺杆挤出机)、热滚、捏合机、混炼机等捏合而制备，在这些当中，从生产效率的角度来讲，优选用单螺杆或双螺杆挤出机来制备共混物，挤出的温度通常为240-300℃，优选250-280℃。混合本发明的各个组分的顺序通常并不重要，可以由本领域的普通技术人员来确定。
为了研究聚苯硫醚复合材料的结晶速率，本发明采用差示扫描量热法(DSC)来测试聚苯硫醚复合材料的结晶温度,样品首先加热到310℃，恒温3分钟，然后以10℃/min的速度降温到50℃。如果材料的结晶温度越高，其结晶速率也越快，其加工性能也越好。
下述实施例将对本发明进行进一步详述，但是本发明不应受到这些实施例的限制。
将聚苯硫醚、无机矿物填料、玻璃纤维、复合成核剂、加工助剂按比例经高速混合机分散混合后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装。所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度应保持在300℃，双螺杆挤出机的螺纹元件的长径比为48：1，螺杆转速为400转/分钟。样品制备出来后采用DSC法进行测试材料的结晶温度，来比较材料的结晶速率的高低。
本发明由下面实施例验证,详细数据结果见下表：
实施例1-4配方表及性能检测结果
由上述实例的实验结果可以明显的看出，本发明的一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料的结晶温度得到明显的提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述复合材料组分按重量百分比为：
聚苯硫醚树脂 20～60％，
玻璃纤维 20～40％，
无机矿物填料 10～40％，
复合成核剂 2～6％，
加工助剂 0.3～5％。
2.根据权利要求1所述的具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述的聚苯硫醚树脂的熔体流动速率为400-800g/10min，测试条件为316℃，5kg。
3.根据权利要求1所述的具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为短切纤维，长度为3～10mm，单丝直径为8～15um。
4.根据权利要求1所述的具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述无机矿物填料为：滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硅灰石、高龄土、玻璃微珠中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1所述的具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述的复合成核剂为超细滑石粉、氮化硼和己二酸二丁酯混合组成。
6.根据权利要求1所述的具有快速结晶性填充增强聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述加工助剂为增塑剂、稳定剂、脱模剂、染料、颜料中的一种或几种的混合物。
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