超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料及其製備方法和用途的製作方法

2023-06-19 02:32:01 1

專利名稱：超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料及其製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚(ΡΡ0/PPS)合金材料及其製備方法和用途。
背景技術：
隨著社會的進步，科技的發展，人們的生活越來越便利，同時人們對環境的關注度也越來越高。聚苯醚(PPO)是一種性能優異的熱塑性工程塑料，具有如下優點:(I)優良的物理、力學性能。密度小、無毒、較高的力學強度、耐蠕變性能好、成型收縮率低；(2)優良的耐熱性能。玻璃化轉變溫度(Tg)在熱塑性塑料中最高，約210°C，熔點約260°C，它可在160-190°C範圍內連續工作，高溫下的耐蠕變性是熱塑性工程塑料中較為優異的；(3)優良的電性能。PPO分子結構中無強極性基團，電性能穩定，可在廣泛的溫度及頻率範圍內保持良好的電性能。其介電常數和介電損耗角正切是工程塑料中最小的，幾乎不受溫度、溼度及頻率的影響；(4)難燃，有自熄性。其氧指數為29%，阻燃性良好；(5)優良的耐酸鹼性、耐應力鬆弛和耐疲勞性能以及良好的尺寸穩定性。其中高抗蠕變性能則是其最突出的特點，因此PPO特別適合製作承受長期載荷的工業用結構件。但PPO也有一些缺點，如耐溶劑性差、製品容易發生應力開裂、缺口衝擊強度低等。PPO耐光性差，長時間在陽光或螢光燈下使用產品易變色，顏色發黃，原因是紫外線能使芳香醚的鏈結合分裂；另外一個致命的缺點是流動性差，成型加工困難，由於PPO分子鏈剛性較大，熔體黏度高，這影響了 PPO的推廣應用。PP0/PPS合金具有PPS和PPO各自的優點，諸如耐高溫、耐化學腐蝕和高的機械性能和電性能，同時克服了 PPS性脆、熔體粘度過低，注塑飛邊溢出不易成型，以及PPO不耐溶劑和熔體粘度過大等缺點；該類產品除保持PPS優越性能以外，還吸收了 PPO收縮率低、製品表面光澤、電性能優異的特點，其耐熱性能介於通用工程塑料和特種工程塑料之間。中國專利CN101768359A公開了一種玻璃纖維增強聚苯硫醚/聚苯醚複合材料及其製備方法，先將聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂分別鼓風乾燥，稱取乾燥好的聚苯硫醚樹脂、聚苯醚樹脂及礦物填充劑、相容劑、抗氧劑、加工助劑，將上述組分高速混合與玻璃纖維加入雙螺杆擠出機，熔融共混、造粒得到所述玻璃纖維增強聚苯硫醚/聚苯醚複合材料。該技術方案雖然在不降低聚苯硫醚樹脂的耐溫等級和剛性的情況下改善了聚苯硫醚樹脂的成型精密性，但加入玻璃纖維、礦物填充劑會影響到產品的抗水解性能，而加入了耐光性較差的聚苯醚，會導致複合材料的耐候性能較差，限制了其使用範圍。

發明內容
本發明就是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，該材料具有缺口衝擊強度高、耐溶劑性好、耐候性能好、加工性能優的優點。本發明的另一目的是提供上述超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的製備方法。本發明的再一目的是提供上述超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的用途。本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，由包含以下重量份的組分製成:
聚苯醚10-45份，
聚苯硫醚10-35份，
相容劑10-25份，
玻璃纖維20-40份，
抗氧劑0.2-0.5份，
抗水解劑1-4份，
光穩定劑0.05-0.6份，
潤滑劑0.2-0.7份。優選的，所述相容劑選自聚苯乙烯、PPO接枝馬來酸酐、環氧樹脂中的一種或幾種。優選的，所述玻璃纖維為抗水解玻璃纖維，選自無硼無鹼玻璃纖維，直徑為6-18 μ m0進一步的，所述玻璃纖維的直徑優選8-12 μ m。優選的，所述抗氧劑選自抗氧劑10 10 (四[
卜-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)、抗氧劑1076 (P - (3，5_ 二叔
丁基-4-羥基苯基)丙酸正 十八碳醇酯)、抗氧劑168 (三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯)中的一種或幾種。優選的，所述抗水解劑選自單碳化二亞胺或聚合碳化二亞胺；所述單碳化二亞胺選自二(2,6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺、二(4-苯氧基-2，6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺、二(4-叔丁基-2，6-二異丙基苯基)碳化二亞胺中的一種或幾種，所述聚合碳化二亞胺選自聚4，4』 - 二苯甲烷基碳化二亞胺、聚對苯基碳化二亞胺、聚2，4-甲苯基碳化二亞胺、聚2，6-甲苯基碳化二亞胺、聚4，4』 - 二苯基醚基碳化二亞胺中的一種或幾種。優選的，所述光穩定劑為受阻胺類光穩定劑944(多-{[6-[ (I, 1，3，3_四丁基)-亞氨基]-1, 3，5-三嗪-2，4- 二基][2- (2，2，6，6-四基)-氨基]-亞己基-[4- (2，2，6，6-四基)_亞氨基]})。優選的，所述潤滑劑選自硬脂酸鈣、矽酮、石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸鋅中的一種或幾種。一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的製備方法，包括以下步驟:
按重量份稱取10-45份聚苯醚、10-35份聚苯硫醚、10-25份相容劑、0.2-0.5份抗氧劑、1-4份抗水解劑、0.05-0.6份光穩定劑和0.2-0.7份潤滑劑，經高混機高速混勻，然後將混合料倒入螺杆擠出機中，20-40份玻璃纖維從螺杆中部加入，經螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品。優選的，所述高混機轉速為800-1000rpm，混合溫度為40-80 V，混合時間為3_10mino優選的，所述螺杆擠出機為單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機，擠出溫度為280-300。。。本發明的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其性能符合擠出型材材料的性能要求，因此，本發明的技術方案包括本發明的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料作為擠出型材材料的用途。特別適用於發電站、太陽能等一些應用環境比較惡劣的設備。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
本發明以PPO和PPS塑料共混，首先，合金保留了兩者機械強度高的優點。其次，PPS的加入可以增大PPO的流動性，改善PPO加工性能，而且塑料合金由於採用了無硼無鹼的抗水解玻璃纖維，其耐水性比無鹼玻璃纖維改善7-8倍，配合抗水解劑及光穩定劑，解決了 PPO耐溶劑性差的缺點，提高了塑料合金的耐候性能，可長期戶外使用。聚苯醚和聚苯硫醚均有很好的絕緣性，同時該粒料組分中含有玻璃纖維，極大的增強了材料的整體強度，光穩定劑和抗水解劑賦予了材料更好的耐候性。最後，PP0/PPS合金材料成型工藝簡單,節約加工成本、降低能量損耗。PP0/PPS合金材料因其良好的耐腐蝕性、絕緣性、很好的強度和耐候性，可以用於發電設備等需長期置於戶外的設備配件。
具體實施例方式
下面結合各實施例詳細描述本發明。實施例1
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚25份，
聚苯硫醚30份，
相容劑PS15份，
534A抗水解玻璃纖維(巨石集團) 30份， 抗氧劑10100.2份，
抗氧劑1680.1份，
抗水解劑Stabaxol P200 (萊茵化學) I份，
光穩定劑9440.05份，
硬脂酸鈣0.2份；
(2)將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為lOOOrmp，混合溫度為40°C，混合IOmin ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-300°C。實施例2
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚30份，
聚苯硫醚20份，
相容劑PPO接枝馬來酸酐10份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑8 μ m) 40份，
抗氧劑10100.1份，
抗氧劑1680.1份，
抗水解劑聚對苯基碳化二亞胺 2份，
光穩定劑9440.1份，
娃酮0.2份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為SOOrmp，混合溫度為80°C，混合3min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-300°C。實施例3
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚40份，
聚苯硫醚20份，
相容劑環氧樹脂10份，
534A抗水解玻璃纖維30份，
抗氧劑10100.2份，
抗氧劑1680.2份，
抗水解劑聚4，4』 - 二苯甲烷基碳化二亞胺 4份，
光穩定劑9440.3份，
石蠟0.2份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為900rmp，混合溫度為60°C，混合6min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-300°C。實施例4
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚20份，
聚苯硫醚35份，
相容劑PS20份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑12 μ m) 25份，
抗氧劑10100.3份，
抗氧劑1680.2份，
抗水解劑聚2，4-甲苯基碳化二亞胺 2份，
光穩定劑9440.6份，
硬脂酸鈣0.2份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為850rmp，混合溫度為60°C，混合5min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-300°C。實施例5
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚15份，
聚苯硫醚30份，
相容劑環氧樹脂15份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑18 μ m)40份，
抗氧劑10100.2份，
抗氧劑1680.1份，
抗水解劑聚2，6-甲苯基碳化二亞胺I份，光穩定劑9440.4份，
聚乙烯蠟0.3份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為980rmp，混合溫度為55°C，混合7min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在290-300°C。實施例6
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚10份，
聚苯硫醚30份，
相容劑PS25份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑12 μ m)40份，
抗氧劑10100.1份，
抗氧劑1680.1份，
抗水解劑聚4，4』 - 二苯基醚基碳化二亞胺3份，
光穩定劑9440.05份，
硬脂酸鋅0.5份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為950rmp，混合溫度為45°C，混合4min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經單螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在285-300°C。實施例7
(O按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚40份，
聚苯硫醚10份，
相容劑PPO接枝馬來酸酐15份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑12 μ m)35份，
抗氧劑10100.2份，
抗氧劑1680.1份，
抗水解劑二(4-苯氧基-2，6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺 2份,
光穩定劑9440.2份，
硬脂酸鋅0.7份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為905rmp，混合溫度為40°C，混合5min ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-290°C。實施例8
(I)按以下重量份稱取各組分原料:
聚苯醚45份，
聚苯硫醚15份，
相容劑環氧樹脂20份，
無硼無鹼玻璃纖維(直徑6 μ m)20份，抗氧劑10760.2份，
抗水解劑二(2,6-二異丙基苯基)碳化二亞胺 3份，
光穩定劑9440.3份，
聚乙烯蠟0.2份；
(2 )將上述原料(除玻璃纖維外)經高混機高速混勻，其高混機速度為SOOrmp，混合溫度為80V，混合Smin ;然後將混合物料加入擠出機，玻璃纖維從螺杆中部加入，經雙螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品，控制各區的溫度在280-300°C。對部分實施例製備得到的產品進行性能測試，性能測試結果如表1，表I列出了樣品在快速紫外老化試驗箱中放置2000小時進行老化處理前後的各項性能。
權利要求
1.一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，由包含以下重量份的組分製成: 聚苯醚10-45份， 聚苯硫醚10-35份， 相容劑10-25份， 玻璃纖維20-40份， 抗氧劑0.2-0.5份， 抗水解劑1-4份， 光穩定劑0.05-0.6份， 潤滑劑0.2-0.7份。
2.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述相容劑選自聚苯乙烯、PPO接枝馬來酸酐、環氧樹脂中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述玻璃纖維為抗水解玻璃纖維，選自無硼無鹼玻璃纖維，直徑為6-18 μ m ;所述玻璃纖維的直徑優選8-12 μ m0
4.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧 劑1076、抗氧劑168中的一種或幾種。
5.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述抗水解劑選自單碳化二亞胺或聚合碳化二亞胺；所述單碳化二亞胺選自二(2，6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺、二(4-苯氧基-2，6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺、二(4-叔丁基-2，6- 二異丙基苯基)碳化二亞胺中的一種或幾種，所述聚合碳化二亞胺選自聚4，4』 - 二苯甲烷基碳化二亞胺、聚對苯基碳化二亞胺、聚2，4-甲苯基碳化二亞胺、聚2，6-甲苯基碳化二亞胺、聚4，4』 - 二苯基醚基碳化二亞胺中的一種或幾種。
6.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述光穩定劑選自受阻胺類光穩定劑944。
7.如權利要求1所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，其特徵在於，所述潤滑劑選自硬脂酸鈣、矽酮、石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸鋅中的一種或幾種。
8.—種如權利要求1-7中任一項所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: 按重量份稱取10-45份聚苯醚、10-35份聚苯硫醚、10-25份相容劑、0.2-0.5份抗氧劑、1-4份抗水解劑、0.05-0.6份光穩定劑和0.2-0.7份潤滑劑，經高混機高速混勻，然後將混合料倒入螺杆擠出機中，20-40份玻璃纖維從螺杆中部加入，經螺杆擠出機拉條切粒即可得到產品。
9.如權利要求8所述的超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的製備方法，其特徵在於，所述高混機轉速為800-1000rpm，混合溫度為40_80°C，混合時間為3_10min ;所述螺杆擠出機為單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機，擠出溫度為280-300°C。
10.一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料作為擠出型材材料的用途。
全文摘要
本發明公開了一種超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料，由包含以下重量份的組分製成10-45份聚苯醚、10-35份聚苯硫醚、10-25份相容劑、20-40份玻璃纖維、0.2-0.5份抗氧劑、1-4份抗水解劑、0.05-0.6份光穩定劑和0.2-0.7份潤滑劑。本發明還公開了該超耐候聚苯醚/聚苯硫醚合金材料的製備方法和用途。本發明保留了PPO和PPS機械強度高的優點。PPS的加入增大PPO的流動性，改善PPO加工性能，而且塑料合金採用無硼無鹼的抗水解玻璃纖維，配合抗水解劑及光穩定劑，解決了PPO耐溶劑性差的缺點，提高了塑料合金的耐候性能，可長期戶外使用。
文檔編號B29B7/00GK103205105SQ20121000875
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者趙亞囡 申請人:上海傑事傑新材料(集團)股份有限公司