專利名稱：復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚苯硫醚是分子鏈中含硫的芳族結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性、阻燃性、耐 化學(xué)腐蝕性以及良好的電學(xué)性能。但由于聚苯硫醚的高結(jié)晶特征，其硬、脆、韌性差、伸長(zhǎng)率 低和沖擊強(qiáng)度低；在熔融過(guò)程中易與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使黏度不穩(wěn)定；無(wú)定形 相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低；涂覆性與著色性均不理想。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了其在汽車、電子 電器、機(jī)械及化工領(lǐng)域中的應(yīng)用。需要提高其強(qiáng)度、韌性等性能，而基本不影響其原有的優(yōu) 異性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提高聚苯硫醚樹(shù)脂的力學(xué)性能。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一方面提供了一種復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，所述復(fù)合聚 苯硫醚樹(shù)脂由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制備35-60%重量聚苯硫醚；30-50%重量玻璃纖 維；5-30%重量碳酸鈣晶須；1-5%重量白云母粉；1-5%重量滑石粉；0. 1-1%重量成核劑； 0. 1-1%重量抗氧化劑；0. 1-1%重量潤(rùn)滑劑；和0. 1-1%重量偶聯(lián)劑。其中所述碳酸鈣晶須為文石型碳酸鈣，其長(zhǎng)度為50-80 μ m，直徑為0. 5-1. 2 μ m。其中所述白云母粉為單斜晶系假六方薄片狀白云母晶體的粉末。其中所述滑石粉為硅酸鎂鹽類礦物滑石族滑石。其中所述成核劑選自苯甲酸鈉、苯甲酸鈣、NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇] 中的任一種或其任意組合；其中所述抗氧化劑選自1，3，5_三(4-叔丁基-3-烴基-2，6-二甲基苯基)_1，3， 5-三嗪-2，4，6-(1禮3!1，5!1)-三酮與硫代二丙酸二月桂酯的混合物、N, N'-六亞甲基雙 (3，5-二叔丁基-4-烴基苯丙酰胺)與季戊四醇雙二亞磷酸二(2，4-二叔丁基苯基)酯的 混合物、4，4’ -硫代雙(2，6_叔丁基苯酚)中的任一種。其中所述潤(rùn)滑劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、乙撐雙脂 肪酸酰胺中的任一種或其任意組合；其中所述偶聯(lián)劑選自4-氨基苯磺酰基二(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、三 (Ν-β-氨乙基-β-氨乙基)鈦酸異丙酯、苯胺丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅 烷、Y-縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅烷、Y _(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的任一 種或其任意組合。本發(fā)明另一方面提供了一種制備上述復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂的方法，所述方法包括以 下步驟a.在混合器中預(yù)混合除玻璃纖維外的其他原料；b.雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原 料；c.預(yù)混合原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維；和d.冷卻和造粒。其中在所述步驟a中，先加入聚苯硫醚，接著加入液體原料，預(yù)混2-3分鐘，然后加入除玻璃纖維外的其他原料，繼續(xù)混合3-6分鐘；在所述步驟b中，一區(qū)溫度為260_270°C，二區(qū)溫度為280_290°C，三區(qū)溫度為 290-300°C，四區(qū)溫度為290-300°C，五區(qū)溫度為280_290°C，六區(qū)溫度為280_290°C，機(jī)頭溫 度為280-290°C，在料筒中的停留時(shí)間為1-2分鐘，熔體壓力為10_30MPa。本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂拉伸強(qiáng)度大于160MPa，彎曲強(qiáng)度可達(dá)210MPa，彎曲模量 可達(dá)1. 0 X IO4MPa,熱變形溫度可達(dá)270°C以上，滿足苛刻環(huán)境的使用要求，可廣泛用于電子 電器，汽車，航空、宇航，石油，化工、軍工、家電、精密機(jī)械零部件等領(lǐng)域。同時(shí)，本發(fā)明制備 方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
具體實(shí)施例方式下文將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。本發(fā)明所使用的玻璃纖維為無(wú)堿無(wú)捻合股粗紗且經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的長(zhǎng)玻璃 纖維，其單絲直徑為10-14微米，來(lái)源于泰山玻璃纖維有限公司。實(shí)施例1如表1所示，準(zhǔn)確稱取350克聚苯硫醚、300克玻璃纖維、230克碳酸鈣晶須、50克 白云母粉、50克滑石粉、1克NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇]、6克N，N'-六亞甲基 雙(3，5-二叔丁基-4-烴基苯丙酰胺與4克季戊四醇雙二亞磷酸二(2，4-二叔丁基苯基) 酯的混合物、7克乙撐雙脂肪酸酰胺以及2克Y-氨丙基三乙氧基硅烷。將聚苯硫醚加入混 合器中，接著加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除玻璃纖維外的其 他所有原料，繼續(xù)混合3-6分鐘。雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū)溫度為270°C， 二區(qū)溫度為280°C，三區(qū)溫度為290°C，四區(qū)溫度為290°C，五區(qū)溫度為280°C，六區(qū)溫度為 280°C，機(jī)頭溫度為285°C，在料筒中的停留時(shí)間為1分鐘，熔體壓力為lOMPa。原料擠出機(jī) 頭后，從玻纖口加入玻璃纖維，然后牽引過(guò)水，風(fēng)冷，切粒得本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂顆粒。實(shí)施例2如表1所示，準(zhǔn)確稱取600克聚苯硫醚、300克玻璃纖維、60克碳酸鈣晶須、10克白 云母粉、10克滑石粉、2克苯甲酸鈉、4. 2克1，3，5-三(4-叔丁基-3-烴基-2，6- 二甲基苯 基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H，3H，5H)-三酮與2. 8克硫代二丙酸二月桂酯的混合物、10克 硬脂酸以及1克Y-縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅烷。將聚苯硫醚加入混合器中，接著加入 Y-縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅烷，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除玻璃纖維外的其他所有原 料，繼續(xù)混合3-6分鐘。雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū)溫度為260°C，二區(qū)溫度為 2900C，三區(qū)溫度為300°C，四區(qū)溫度為290°C，五區(qū)溫度為280°C，六區(qū)溫度為290°C，機(jī)頭溫 度為280°C，在料筒中的停留時(shí)間為2分鐘，熔體壓力為30MPa。原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口 加入玻璃纖維，然后牽引過(guò)水，風(fēng)冷，切粒得本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂顆粒。實(shí)施例3如表1所示，準(zhǔn)確稱取480克聚苯硫醚、350克玻璃纖維、100克碳酸鈣晶須、30克 白云母粉、20克滑石粉、1. 2克NC-4 [二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇與1. 8克苯甲酸鈉的混 合物、6克4，4，_硫代雙(2，6_叔丁基苯酚)、1克季戊四醇硬脂酸酯以及4克三(Ν-β-氨 乙基-β -氨乙基)鈦酸異丙酯與6克γ -縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅烷的混合物。將聚苯 硫醚加入混合器中，接著加入三(Ν-β-氨乙基-β-氨乙基)鈦酸異丙酯與Y-縮水甘油
5醚氧丙三甲氧基硅烷，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除玻璃纖維外的其他所有原料，繼續(xù)混合 3-6分鐘。雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū)溫度為265°C，二區(qū)溫度為285°C，三區(qū) 溫度為290°C，四區(qū)溫度為300°C，五區(qū)溫度為285°C，六區(qū)溫度為290°C，機(jī)頭溫度為285°C， 在料筒中的停留時(shí)間為1分鐘，熔體壓力為20MPa。原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖 維，然后牽引過(guò)水，風(fēng)冷，切粒得本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂顆粒。實(shí)施例4如表1所示，準(zhǔn)確稱取350克聚苯硫醚、300克玻璃纖維、300克碳酸鈣晶須、10克 白云母粉、20克滑石粉、3克NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇]與2克苯甲酸鈉的混合 物、2克N，N'-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-烴基苯丙酰胺)]與3克季戊四醇雙二亞 磷酸二(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的混合物、2克乙撐雙脂肪酸酰胺與3克季戊四醇硬脂酸酯 的混合物以及5克甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。將聚苯硫醚加入混合器中， 接著加入Y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除玻璃纖 維外的其他所有原料，繼續(xù)混合3-6分鐘。雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū)溫度為 265°C, 二區(qū)溫度為290°C，三區(qū)溫度為290°C，四區(qū)溫度為300°C，五區(qū)溫度為280°C，六區(qū)溫 度為285°C，機(jī)頭溫度為280°C，在料筒中的停留時(shí)間為2分鐘，熔體壓力為15MPa。原料擠 出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維，然后牽引過(guò)水，風(fēng)冷，切粒得本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂 顆粒。實(shí)施例5如表1所示，準(zhǔn)確稱取410克聚苯硫醚、500克玻璃纖維、50克碳酸鈣晶須、10克 白云母粉、10克滑石粉、6克NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇]與4克苯甲酸鈣的混合 物、0. 4 克 1，3，5-三(4-叔丁基-3-烴基-2，6- 二甲基苯基)_1，3，5-三嗪-2，4，6- (1H，3H， 5H)-三酮與0. 6克硫代二丙酸二月桂酯的混合物、8克季戊四醇硬脂酸酯的混合物以及3 克4-氨基苯磺?；?十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯。將聚苯硫醚加入混合器中，接著 加入4-氨基苯磺酰基二(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除 玻璃纖維外的其他所有原料，繼續(xù)混合3-6分鐘。雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū) 溫度為270°C，二區(qū)溫度為280°C，三區(qū)溫度為295°C，四區(qū)溫度為295°C，五區(qū)溫度為290°C， 六區(qū)溫度為280°C，機(jī)頭溫度為290°C，在料筒中的停留時(shí)間為1分鐘，熔體壓力為25MPa。 原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維，然后牽引過(guò)水，風(fēng)冷，切粒得本發(fā)明復(fù)合聚苯硫 醚樹(shù)脂顆粒。對(duì)比實(shí)施例1如表1所示，準(zhǔn)確稱取970克聚苯硫醚、10克NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨 醇]、3克N，N'-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-烴基苯丙酰胺)與2克季戊四醇雙二亞 磷酸二(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的混合物、5克季戊四醇硬脂酸酯以及5克Y-縮水甘油醚 氧丙三甲氧基硅烷。將聚苯硫醚加入混合器中，接著加入Y-縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅 烷，預(yù)混合2-3分鐘，然后加入除玻璃纖維外的其他所有原料，繼續(xù)混合3-6分鐘。雙螺桿 擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料，其中一區(qū)溫度為270°C，二區(qū)溫度為280°C，三區(qū)溫度為290°C，四 區(qū)溫度為290°C，五區(qū)溫度為280°C，六區(qū)溫度為280°C，機(jī)頭溫度為285°C，料筒中的停留時(shí) 間為1分鐘，熔體壓力為25MPa。原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維，然后牽引過(guò)水， 風(fēng)冷，切粒得普通聚苯硫醚樹(shù)脂顆粒。
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表 1 性能測(cè)試在120°C和鼓風(fēng)烘箱中干燥上述實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例制備的粒狀材料2-4小時(shí)， 然后在注塑機(jī)上注塑制樣，其中將模溫控制在120°C左右。依據(jù)ASTM D/256在1/8"條件 下測(cè)定所得制品的埃卓沖擊強(qiáng)度。依據(jù)ASTM D638測(cè)定所得制品的拉伸強(qiáng)度。依據(jù)ASTM D638測(cè)定所得制品的伸長(zhǎng)率。依據(jù)ASTM D790測(cè)定所得制品的彎曲強(qiáng)度。依據(jù)ASTM D790 測(cè)定所得制品的彎曲模量。依據(jù)ASTM D1525在5Kg/50°C/h條件下測(cè)定所得制品的熱變形 溫度。所得結(jié)果見(jiàn)表2。表2 表2數(shù)據(jù)表明，加入玻璃纖維、碳酸鈣晶須、白云母和滑石粉可改善聚苯硫醚的力 學(xué)性能；相對(duì)于普通聚苯硫醚樹(shù)脂，本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂的埃卓沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、 彎曲強(qiáng)度和彎曲模量均得到了大幅提高，說(shuō)明其力學(xué)性能相對(duì)于普通聚苯硫醚樹(shù)脂得到了很大程度提高。
權(quán)利要求
一種復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，所述復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制備35 60％重量聚苯硫醚；30 50％重量玻璃纖維；5 30％重量碳酸鈣晶須；1 5％重量白云母粉；1 5％重量滑石粉；0.1 1％重量成核劑；0.1 1％重量抗氧化劑；0.1 1％重量潤(rùn)滑劑；和0.1 1％重量偶聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述碳酸鈣晶須為文石 型碳酸鈣，其長(zhǎng)度為50-80 μ m,直徑為0. 5-1. 2 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述白云母粉為單斜晶 系假六方薄片狀白云母晶體的粉末。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述滑石粉為硅酸鎂鹽 類礦物滑石族滑石。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述成核劑選自苯甲酸 鈉、苯甲酸鈣、NC-4[二(對(duì)乙基苯亞甲基)山梨醇]中的任一種或其任意組合。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述抗氧化劑選自1，3， 5-三(4-叔丁基-3-烴基-2，6- 二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2,4,6- (1H，3H，5H)-三酮與硫 代二丙酸二月桂酯的混合物、N, N'-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-烴基苯丙酰胺)與 季戊四醇雙二亞磷酸二(2，4_ 二叔丁基苯基)酯的混合物、4，4’ -硫代雙(2，6_叔丁基苯 酚)中的任一種。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述潤(rùn)滑劑選自季戊四 醇硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鈉、乙撐雙脂肪酸酰胺中的任一種或其任意組合。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其特征在于，其中所述偶聯(lián)劑選自4-氨基 苯磺酰基二(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、三(Ν-β-氨乙基-β-氨乙基)鈦酸異丙 酯、苯胺丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙三甲氧基硅烷、 y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的任一種或其任意組合。
9.一種制備權(quán)利要求1所述復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂的方法，其特征在于，所述方法包括以 下步驟a.在混合器中預(yù)混合除玻璃纖維外的其他原料；b.雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料；c.預(yù)混合原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維；和d.冷卻和造粒。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，其中在所述步驟a中，先加入聚苯硫醚，接著加入液體原料，預(yù)混2-3分鐘，然后加入除玻璃 纖維外的其他原料，繼續(xù)混合3-6分鐘；在所述步驟b中，一區(qū)溫度為260-270 °C，二區(qū)溫度為280-290 °C，三區(qū)溫度為 290-300°C，四區(qū)溫度為290-300°C，五區(qū)溫度為280_290°C，六區(qū)溫度為280_290°C，機(jī)頭溫 度為280-290°C，在料筒中的停留時(shí)間為1-2分鐘，熔體壓力為10_30MPa。
全文摘要
復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂，其由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料制備35-60％重量聚苯硫醚；30-50％重量玻璃纖維；5-30％重量碳酸鈣晶須；1-5％重量白云母粉；1-5％重量滑石粉；0.1-1％重量成核劑；0.1-1％重量抗氧化劑；0.1-1％重量潤(rùn)滑劑；和0.1-1％重量偶聯(lián)劑。制備所述復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂的方法，其包括以下步驟a.在混合器中預(yù)混合除玻璃纖維外的其他原料；b.雙螺桿擠出機(jī)擠出預(yù)混合原料；c.預(yù)混合原料擠出機(jī)頭后，從玻纖口加入玻璃纖維；和d.冷卻和造粒。本發(fā)明復(fù)合聚苯硫醚樹(shù)脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)C08L81/02GK101921484SQ20091010832
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者王強(qiáng), 賴華林 申請(qǐng)人:深圳市華力興工程塑料有限公司