聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料是目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的高分子材料，但因其材 料脆性大、彎曲模量小、密度大、介電常數(shù)大，在應用中受到一定限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料及其制備方法，可 以解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一種或幾種。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，含有 聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維和助劑，助劑含有相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑。
[0005] 本發(fā)明的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料具有既有高強度、低蠕度、流動性 好、易于加工等特點，又具有高韌性、高模量等特點。聚乙烯醇纖維具有很好的機械性能，其 強度高、模量高、拉伸度低。將玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料中加入聚乙烯醇纖維可以提 高該復合材料的彎曲模量、彎曲模量和沖擊強度，也可以提高該復合材料的流動性。
[0006] 目前常見的玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料的彎曲模量為13000~18000,可彎 折1萬次左右；本聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的彎曲模量可以為20000以上，可彎 折2萬次左右，適用于制作需要耐高溫、長時間承受彎折的產(chǎn)品，例如高溫排氣扇的扇葉、 汽車的排氣管等。
[0007] 在一些實施方式中，相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴或丙烯酸接枝PP。由此，可以使 用聚苯硫醚和聚乙烯醇這兩種高分子材料的末端基團活化，不生產(chǎn)排斥作用，形成一個整 體。
[0008] 在一些實施方式中，抗氧劑為羥基苯基丙烯酸酯、羥基苯甲基丙烯酸酯、亞烷基雙 氛或硫代雙氛。由此，可以阻礙高分子材料在熱加工過程中的氧化反應，防止高分子材料的 性能變差。
[0009] 在一些實施方式中，偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙硫醇三甲基氧基硅烷 或乙氧基三乙氧基硅烷。由此，可以對玻璃纖維、聚乙烯醇纖維進行表面處理，增大其與高 分子材料的粘結(jié)力。
[0010] 在一些實施方式中，潤滑劑為硬酯酸、聚乙烯蠟、脂肪酸單酰胺、醋酸或金屬皂。由 此，可以降低高分子材料熔融狀態(tài)的流動粘度，便于加工。
[0011] 在一些實施方式中，以重量份數(shù)計，其中聚苯硫醚40~50、聚乙烯醇纖維20~ 30、玻璃纖維20~40。優(yōu)點是制成的材料既有高強度、低蠕度、流動性好、易于加工等特點， 具有高韌性、低密度、高模量等特點。
[0012] 在一些實施方式中，以重量份數(shù)計，其中相容劑1、抗氧劑0. 3、偶聯(lián)劑0. 3、潤滑劑 0. 4。優(yōu)點是增大幾種材料的結(jié)合力、增加強度，方便加工。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，包括如下 步驟：（1)將聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維和玻璃纖維，以及相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑混 合，得到混合料；（2)將混合料加入擠出機，擠出條狀復合材料。
[0014] 在一些實施方式中，聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，其中還包 括步驟（3)將步驟（2)中得到的條狀復合材料冷卻切粒制成塑料粒。由此，便于材料儲存， 以及再次加工。
[0015] 在一些實施方式中聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，其中在步驟 (1)將聚苯硫醚，以及助劑通過高速攪拌混合分散后，再加入玻璃纖維和聚乙烯醇纖維通過 低速攪拌得到混合料。將聚苯硫醚，以及助劑通過高速（3000轉(zhuǎn)/分以上）攪拌混合分散 可以使攪拌效率比較高，加入玻璃纖維和聚乙烯醇纖維再低速（200轉(zhuǎn)/分以下）攪拌可以 避免在攪拌中玻璃纖維形成棉花團狀不易分散的情況。
【具體實施方式】
[0016] 以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明，但保護范圍不受這些實施例的限制。
[0017] 實施例1 :
[0018] 首先，常溫常壓下將聚苯硫醚、以及相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑通過高速攪拌 混合分散均勻，攪拌速度約為3000轉(zhuǎn)/分鐘以上，攪拌時間約為3分鐘。再將玻璃纖維和 聚乙烯醇纖維加入，通過低速攪拌分散均勻，攪拌速度約為200轉(zhuǎn)/分鐘以下，得到混合料。 在本實施例中，以重量份數(shù)計，聚苯硫醚40、聚乙烯醇纖維30、玻璃纖維40、助劑2。以重量 份數(shù)計，相容劑1、抗氧劑〇. 3、偶聯(lián)劑0. 3、潤滑劑0. 4。
[0019] 然后，將混合料加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的設(shè)定工藝條件為溫度 300~350 °C，螺桿轉(zhuǎn)速1100轉(zhuǎn)/分鐘。
[0020] 最后，在雙螺桿擠出機的出料口設(shè)置冷水槽，將擠出的條狀復合材料在冷水槽中 拉條切粒，切成5~6_長的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料顆粒，便于儲存及運輸。 冷水槽里的水溫低于40°C。
[0021] 經(jīng)測定，本實施例制備的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的缺口沖擊強度為 9. 8千焦/平方米，熔體指數(shù)為0. 9克/10秒，彎曲模量為23500,拉伸強度為190兆帕，彎 曲強度為200兆帕，熱變形溫度為260攝氏度，密度為1. 72克/立方厘米。
[0022] 攪拌時間可以根據(jù)實際情況延長或縮短。
[0023] 在本實施例中，相容劑為馬來酸酐接枝聚乙烯。在其它實施例中，相容劑也可以為 馬來酸酐接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝聚丁烯等馬來酸酐接枝聚烯烴類物質(zhì)，還可以是丙烯 酸接枝聚丙烯（丙烯酸接枝PP)等。
[0024] 在本實施例中，抗氧劑為羥基苯基丙烯酸酯。在其它實施例中，抗氧劑也可以為羥 基苯甲基丙烯酸酯、亞烷基雙酚或硫代雙酚等。
[0025] 在本實施例中，偶聯(lián)劑為γ -氨丙基三乙氧基硅烷。在其它實施例中，偶聯(lián)劑也可 以為丙硫醇二甲基氧基硅烷或乙氧基二乙氧基硅烷等。
[0026] 在本實施例中，潤滑劑為硬脂酸。在其它實施例中，潤滑劑也可以為聚乙烯蠟、月旨 肪酸單酰胺、醋酸、金屬皂等。
[0027] 表1是實施例1，以及在其它十五個與實施例1相同的方法制備聚乙烯醇纖維增強 聚苯硫醚復合材料的實施例中，聚苯硫醚、玻璃纖維、聚乙烯醇纖維和助劑的重量份數(shù)，以 及所制備的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的缺口沖擊強度、彎曲模量、拉伸強度、彎 曲強度、熱變形溫度和密度。
[0028] 在這些實施例中，以重量份數(shù)計，其中聚苯硫醚40~50、聚乙烯醇纖維20~30、 玻璃纖維20~40、助劑1~3。
[0029] 由表1中數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的缺口沖擊強 度、彎曲模量和彎曲強度得到了提高。
[0030] 目前常見的玻璃纖維增強聚苯硫醚復合材料的彎曲模量為13000~18000,可彎 折1萬次左右；本聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的彎曲模量可以為20000以上，可彎 折2萬次左右，適用于制作需要耐高溫、長時間承受彎折的產(chǎn)品，例如高溫排氣扇的扇葉、 汽車的排氣管等。
[0031] 以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不 脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范 圍。
[0032]

【主權(quán)項】
1. 聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，其特征在于，含有聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維、 玻璃纖維和助劑，所述助劑含有相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，其中所述相容劑為馬 來酸酐接枝聚烯烴或丙烯酸接枝PP。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，其中所述抗氧劑為羥 基苯基丙烯酸酯、羥基苯甲基丙烯酸酯、亞烷基雙氛或硫代雙氛。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，其中所述偶聯(lián)劑為 y -氨丙基三乙氧基硅烷、丙硫醇三甲基氧基硅烷或乙氧基三乙氧基硅烷。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，其中所述潤滑劑為硬 酯酸、聚乙烯蠟、脂肪酸單酰胺、醋酸、金屬皂。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，以重量份 數(shù)計，其中聚苯硫醚40~50、聚乙烯醇纖維20~30、玻璃纖維20~40。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，以重量份 數(shù)計，其中相容劑1、抗氧劑〇. 3、偶聯(lián)劑0. 3、潤滑劑0. 4。8. 制備如權(quán)利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的方法，包括如下步 驟： (1) 將聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維和玻璃纖維，以及相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑和潤滑劑混合 分散，得到混合料； (2) 將所述混合料加入擠出機，擠出條狀復合材料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，其中還包 括步驟（3)將所述步驟（2)中得到的條狀復合材料冷卻切粒制成塑料粒。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料的制備方法，其中 在所述步驟（1)將聚苯硫醚和聚乙烯醇纖維，以及助劑通過高速攪拌混合分散后，再加入 玻璃纖維通過低速攪拌得到混合料。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料，含有聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維、玻璃纖維和助劑，助劑含有相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑。還公開一種制備聚乙烯醇纖維聚苯硫醚復合材料的方法，包括如下步驟：(1)將聚苯硫醚、聚乙烯醇纖維和玻璃纖維，以及相容劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑混合分散，得到混合料；(2)將所述混合料加入擠出機，擠出條狀復合材料,再經(jīng)切粒機切粒制成膠粒。本發(fā)明的聚乙烯醇纖維增強聚苯硫醚復合材料具有既有高強度、低蠕度、流動性好、易于加工等特點，又具有高韌性、高模量等特點。
【IPC分類】C08K7/14, C08K5/09, C08K13/04, C08K5/20, C08L81/02, C08L51/06, C08K5/548, C08L29/04, C08K5/544
【公開號】CN104974525
【申請?zhí)枴緾N201510439315
【發(fā)明人】林良云, 梁波, 林顯達, 李紹男, 周家鋆
【申請人】廣州高八二塑料有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月22日