一種用於地鐵絕緣子的聚苯硫醚合金的製造方法

2023-04-26 10:42:31

專利名稱：一種用於地鐵絕緣子的聚苯硫醚合金的製造方法
技術領域：
本發明屬於特種高分子材料製造領域。
背景技術：
聚苯硫醚(PPS)熱穩定性優良，具有出色的耐高溫性，熔點達285°C，高於目前工業化生產的其他特種工程塑料，PPS合金具有優良的注射加工性能，可以加工成各種規格、各種形狀的PPS複合材料製品。但在一些應用條件更為苛刻的領域，探索和發現性能更為優良的PPS複合材料仍是人們追求的目標。中國專利CN 1667044A中介紹了一種加入芳香族磷酸酯和聚苯氧系樹脂的聚苯 硫醚複合材料的製造方法，其目的是在注射成型SHI提高複合材料的耐熱穩定性和成形材料的表面光潔度。但是芳香族磷酸酯在聚苯硫醚中的分散效果不理想，在一般工藝水平下生產時易在粒料中形成包裹現象，從而直接影響到高溫機械性能。中國專利CN 1253149A中介紹了一種加入環氧矽烷化合物及高組份無機、有機纖維的聚苯硫醚(PPS)複合材料的製造方法，其目的是想降低該複合材料在注塑成形的飛邊。從而提供一種具有良好的加工性能、機械強度的聚苯硫醚複合材料，雖然加入環氧矽烷化合物等填充材料後在注射成零件時的飛邊減少，但是卻降低了聚苯硫醚複合材料的抗衝擊強度和抗拉強度。中國專利CN 1272124A中介紹了採用氧化鋅須晶和玻璃纖維或碳纖維與聚苯硫醚(PPS)樹脂進行共混改性的聚苯硫醚(PPS)複合材料的製造方法，其目的是採用氧化鋅為腐蝕抑制劑來改善對金屬的腐蝕性，可消除對機械物理性質不良影響；但是通過加入氧化鋅以後，製成的聚苯硫醚(PPS)複合材料注射成形的拉伸強度和斷裂伸長率有所降低，其抗衝擊強度也有所降低。在中國專利申請號碼NO :200710050119. X中介紹了一種加入熱穩定劑和可用於
地鐵絕緣子三戊異丙膠、烷基磺酸苯酯、聚苯乙烯、氯化石蠟物的聚苯硫醚合金的生產方法，該專利其實是採用很普通的方法對聚苯硫醚樹脂進行改性增強。鑑於現有技術的以上缺點，本發明的目的是研究一種生產出耐衝擊、高熱變性穩定、抗拉強度優良且對金屬腐蝕低、加工性能好的含玻璃纖維的聚苯硫醚複合材料。

發明內容
一種用於地鐵絕緣子的聚苯硫醚合金的製造方法，聚苯硫醚合金中PPS與玻璃纖維與聚醯胺樹脂與抗氧劑之間的重量百分比為=19.8 29.2 40 60 20 30 0. 2 0. 8，所述聚苯硫醚樹脂的枝化度為1% mol，採用如下的工藝步驟I)聚苯硫醚支鏈型樹脂中加入抗氧劑、聚醯胺樹脂後在高速攪拌機中充分混合均勻，以此得到聚苯硫醚樹脂預混料；2)將I)所得聚苯硫醚樹脂預混料再與經乙烯基三W -甲氧基乙氧基)矽烷表面處理劑處理過後玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金。本發明過程中加入聚醯胺(PA66)樹脂的目的是一方面降低注塑件的毛刺(飛邊)，另一方面提高複合材料在注塑過程中的熔體強度，三是降低複合材料的結晶度和提高複合材料的結晶速度，這樣會降低複合材料在注塑過程中的各種損耗，提高注塑件的成品率。本發明方法所得合金具有高熱變性穩定和抗拉強度，對金屬腐蝕率低。可廣泛應用於電子電器、機械、化工、石油、軍工、航天航空領域，尤其是作為地鐵絕緣子材料。


圖I為本發明的工藝流程圖。圖2為本發明實施例實驗得到的產品性能表。
具體實施例方式實施例I將重均分子量為4萬,熔融流動指數為500g/10min且分子量分布係數為2. 5,枝化度為1% mol的支鏈型聚苯硫醚樹脂,加入高速攪拌機中,其中加入59. 8% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、0. 2% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑、3% wt粒度為35um的聚醯胺(PA66)樹脂、2% wt炭黑後攪拌3h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與35% wt經過乙烯基三(￠-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.實施例2將重均分子量為5萬,熔融流動指數為480g/10min且分子量分布係數為2. 6,枝化度為1% mol支鏈型聚苯硫醚樹脂,加入高速攪拌機中，其中加入65. 2% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、0. 8% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑、8% wt粒度為40um的聚醯胺(PA66)樹脂、1%wt炭黑後攪拌2h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與25% wt經過乙烯基三(3-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為40um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.對比實施例I將重均分子量為4萬,熔融流動指數為430g/10min且分子量分布係數為2. 8,的支鏈型聚苯硫醚樹脂，加入高速攪拌機中，其中加入98 % wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、2 % wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑後攪拌3h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與30% wt經過^乙烯基三(P -甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.
實施例3將重均分子量為4. 3萬,熔融流動指數為486g/10min且分子量分布係數為2. 55,枝化度為1% mol的支鏈型聚苯硫醚樹脂,加入高速攪拌機中，其中加入63% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、0. 5% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑、5% wt粒度為35um的聚醯胺(PA66)樹脂、I. 5% wt炭黑後攪拌3h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與30% wt經過3乙烯基三-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.實施例4將重均分子量為4. 8萬,熔融流動指數為494g/10min且分子量分布係數為2. 51,枝化度為1% mol的支鏈型聚苯硫醚樹脂,加入高速攪拌機中，其中加入60. 8% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、0. 7% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑、7% wt粒度為35um的聚醯胺(PA66)樹脂、
I.8% wt炭黑後攪拌3h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與29. 7% wt經過乙烯基三-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.實施例5將重均分子量為4. 3萬,熔融流動指數為492g/10min且分子量分布係數為2. 53,枝化度為1% mol的支鏈型聚苯硫醚樹脂,加入高速攪拌機中，其中加入62% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、0. 3% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑、5. 3%被粒度為3511111的聚醯胺(PA66)樹脂、
I.2% wt炭黑後攪拌3h,使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物,然後與31. 2% wt經過乙烯基三-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.對比實施例2將重均分子量為5萬,熔融流動指數為324g/10min且分子量分布係數為2. 0的支鏈型聚苯硫醚樹脂，加入高速攪拌機中，其中加入98. 5% wt聚苯硫醚支鏈型樹脂、I. 5% wt亞磷酸壬三苯酯抗氧劑後攪拌2h，使其混合成質地均勻的聚苯硫醚複合物，然後與35% wt經過乙烯基三(￠-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後單纖維直徑為30um的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金，最後包裝、入庫、應用。用上述方法得到的聚苯硫醚複合材料的各種物理性能將在圖2中表示出來.通過圖2中列圖2可看到通過聚醯胺(PA66)樹脂化合物後，聚苯硫醚(PPS)複合材料的熔體強度明顯提高了，飛邊長度明顯降低，抗衝擊能力、韌性、抗曲褶強度、抗拉伸強度明顯增強，斷裂伸長率也與同類材料有顯著的提高。由於添加聚醯胺(PA66)樹脂化合物和亞磷酸壬三苯酯化合物後與聚苯硫醚熔混、很均勻，不會產生包裹現象或顆粒形狀，改善了材料的工藝性能，這樣就均衡提高了聚苯硫醚的工藝強度指標。表中產品各項指標及所使用的檢測方法拉伸強度和伸長率均按GB/T1040-1992執行，測試速度為10mm/min ；曲褶強度按GB/T9341-1988執行，抗衝擊強度按GB/T1843-1996執行，熱變形溫度按GB/T1634-1979(1989)的規定執行。 由圖2的性能指標可看出，產品的熱穩定性提高，對市售的日本公司含玻璃纖維40%同類產品平行實驗，其拉伸強度、伸長率、玻纖曲褶強度、抗衝擊強度分別為281Mpa，
3.7%，315Mpa 和 18. 4j/m2。實驗中還發現加入較粗的玻璃纖維後，例如單纖維直徑35um平行實驗，其抗衝擊強度有明顯的增強。聚醯胺(PA66)樹脂的加入，也對本發明的產品之拉伸強度和斷裂伸長率顯著提高提供了正向的幫助。通過添加聚醯胺(PA66)樹脂化合物和亞磷酸壬三苯酯化合物後，聚苯硫醚(PPS)複合材料在熱穩定性明顯提高的同時，產品飛邊長度呈降低趨勢。由於加聚醯胺(PA66)樹脂化合物和亞磷酸壬三苯酯化合物後，與聚苯硫醚熔混很均勻，也不會產生包裹現象或顆粒形狀。所有這些工藝條件的改良，使產品的一些物理性質和工藝性能得到綜合的改善。雖然本發明的實施例是以環己六烷甲醇聚氧苯乙烯醚磷酸酯胺鹽(二乙、三乙)、甘油聚氧苯乙烯醚磷酸酯三乙醇胺鹽為給出的，實際生產中還可考慮更大範圍的脂肪醇聚氧苯乙烯醚磷酸酯類化合物，例如脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉鹽、環己六烷甲醇聚氧苯乙烯醚磷酸酯胺鹽(二乙、三乙)、脂肪醇醚(7)磷酸酯三乙醇胺鹽、脂肪醇醚(9)磷酸酯三乙醇胺鹽、辛醇磷酸酯MCPH、辛醇聚氧乙烯磷酸酯OPEK、壬基酚磷酸酯鉀鹽、壬基酚醚磷酸單酯乙醇胺鹽、壬基酚聚氧乙烯(7)醚磷酸、單、雙酯壬基酚聚氧乙烯(4-10)醚磷酸、單、雙酯、甘油聚氧乙烯醚磷酸酯、甘油聚氧苯乙烯醚磷酸酯三乙醇胺鹽、多元醇磷酸酯、高碳醇磷酸酯鈉鹽和磷酸化蓖麻油鈉鹽、單硬脂酸、甘油硫酸酯鈉鹽、蓖麻油磷酸酯鹽、亞磷酸壬三苯酯等磷酸酯鹽的一種或多種化合物。在本發明中加入的聚醯胺(PA66)樹脂樹脂化合物，可減少聚苯硫醚合金在注射模製品成形時產生的飛邊(毛邊)，使其成形製品的表面光潔度高和注塑成形製品的韌性，
這些烷氧基矽烷樹脂可以是乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯乙烯基三乙氧基娃燒、苯乙稀基二甲氧基娃燒、3 —甲基丙稀氧基丙基甲基_■甲氧基娃燒、3 —甲基丙稀氧基丙基二甲氧基娃燒、3 —甲基丙稀氧基丙基甲基_■乙氧基娃燒、3 —甲基丙稀氧基丙基二乙氧基娃燒、3_丙稀氧基丙基二甲氧基娃燒等燒氧基娃燒中的一種或多種，尤其以乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯乙烯基三乙氧基矽烷、苯乙烯基三甲氧基矽烷、聚醯胺(PA66)樹脂為較好，以苯乙烯基三乙氧基矽烷、苯乙烯基三甲氧基矽烷、聚醯胺(PA66)樹脂為最好。本發明還可以添加的有害物質捕捉劑是偏鋅酸/鋅酸或其鹽類化合物，它們是鋅酸，偏鋅酸，偏鋅酸鈣，偏鋅酸鎂，偏鋅酸鋇，鋅酸鈣，鋅酸鎂，鋅酸鋇，碳酸鋅、等含鋅的化合物，以鋅酸，偏鋅酸為最好，它們不僅可以抑制腐蝕性物質和雜質的產生，還可以作為無機填料補充在粒料之中。本發明中所使用的玻璃纖維表面處理劑是採用眾所周知的乙烯基三-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑。本發明中還可以添加的無機填料來降低聚苯硫醚樹脂複合材料在注射成形時模型的飛邊(毛邊)，這些無機填料可以是炭黑、納米級二氧化矽、納米級石英砂、玻璃微珠、納米級玻璃粉、矽酸鈣、矽酸鋁、滑石、粘土、雲母、硅藻土、矽石灰等矽酸鹽、氧化鐵、納米級 二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、輕質碳酸鈣、納米級碳酸鈣、碳酸鎂、生石膏、硫酸鋇、碳化矽、氮化矽、氮化硼等。
權利要求
1. 一種用於地鐵絕緣子的聚苯硫醚合金的製造方法，聚苯硫醚合金中PPS與玻璃纖維與聚醯胺樹脂與抗氧劑之間的重量百分比為=19. 8 29. 2 40 60 20 30 0. 2 .0.8,所述聚苯硫醚樹脂的枝化度為1% mol,採用如下的工藝步驟 .1)聚苯硫醚支鏈型樹脂中加入抗氧劑、聚醯胺樹脂後在高速攪拌機中充分混合均勻，以此得到聚苯硫醚樹脂預混料； .2)將I)所得聚苯硫醚樹脂預混料再與經乙烯基三-甲氧基乙氧基)矽烷表面處理劑處理過後玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機，經雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金。
全文摘要
本發明公開了一種用於地鐵絕緣子的聚苯硫醚合金的製造方法，採用PPS/玻璃纖維/聚醯胺(PA66)樹脂/炭黑/抗氧劑之間的重量百分比為＝59.8～65.2∶25～35∶3～8∶1～2∶0.2～0.8得到聚苯硫醚樹脂預混料；將所得聚苯硫醚樹脂預混料再與經乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷(A-172)表面處理劑處理過後的玻璃纖維輸入雙螺杆擠出機混煉擠出成形、冷卻、切粒形成成品合金。本發明方法所得合金具有高熱變性穩定和抗拉強度，對金屬腐蝕率低。可廣泛應用於電子電器、機械、化工、石油、軍工、航天航空領域，尤其是作為地鐵絕緣子材料。
文檔編號C08K9/06GK102653629SQ20121012043
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者劉彬, 單彤, 張勇, 苟梁武 申請人:四川得陽化學有限公司, 四川得陽特種新材料有限公司