[发明专利]一种玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法。

[背景技术]

聚醚酰亚胺树脂(简称PEI)是一种无定形热塑性树脂，具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能。聚醚酰亚胺具有优良的综合平衡性能，卓有成效地应用于电子、电机和航空等工来部门，并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。然而玻璃纤维增强PEI复合材料加工流动性差，对加工工艺要求高且对加工设备磨损大。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种加工流动性好，对加工设备磨损小的玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料，由下述重量份数的原料制成：

聚醚酰亚胺           27.4～93.8份

热致液晶聚合物       1～20份

玻璃纤维             5～50份

抗氧剂               0.05～0.6份

润滑剂          0.1～2份。

所述的聚醚酰亚胺是由4，4′-二氨基二苯醚、间苯二胺或对苯二胺与2，2′-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐缩聚制备得到。

所述的热致液晶聚合物为主链型热致性液晶聚合物，熔融范围为190～350℃。

所述的热致液晶聚合物最好是芳香族共聚酯，熔融范围220～330℃。

所述的玻璃纤维为用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或高分子接枝物处理过的玻璃纤维，玻璃纤维的单纤维直径为8～20微米。

所述的抗氧剂为3，5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1，2-双(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酸)肼、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或多种。

所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂、聚硅氧烷中的一种或多种。

一种上述玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料的制备方法的技术方案是，包括以下步骤：

(1)按上述的配比称取聚醚酰亚胺、热致液晶聚合物、增强纤维、抗氧剂、润滑剂；

(2)将聚醚酰亚胺、热致液晶聚合物、抗氧剂、润滑剂混合处理15分钟；

(3)将步骤(2)中混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；增强纤维采用侧喂料的方式加入；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为280～300℃，二区温度为290～310℃，三区温度为300～330℃，四区温度为300～330℃，五区290～320℃，混合料在螺杆中输送时间为2～5分钟，压力为12～20MPa。

热致液晶聚合物(TLCP)具有高强度、高模量、优异热稳定性和尺寸稳定性、阻燃性、绝缘性、线膨胀系数低、耐辐射、耐化学品腐蚀等特点，在液晶态下呈现出特有的易流动性，具有很强的切力变稀的流变特性。为了降低共混物熔体粘度、改善PEI流动性及成型加工性能、克服玻璃纤维增强的PEI复合材料加工流动性差及材料对加工设备的磨损，本发明将TLCP引入到玻璃纤维增强的PEI体系并通过双螺杆熔融挤出制备得到一种高性能玻纤增强聚醚酰亚胺复合材料。本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)由于热致液晶聚合物具有很强剪切变稀的流变特性，其在与聚醚酰亚胺熔融挤出过程中，能够有效降低了复合材料加工时的熔体粘度，提高熔体流动速率，进而改善材料加工性能。另外，热致液晶聚合物在聚醚酰亚胺基体中能够形成微纤结构，提高复合材料强度。

(2)本发明复合材料的生产制备工艺简单，在常规的熔融挤出机上即可实施，不必借助特殊设备，操作过程简便易行。

[具体实施方式]

以下结合实施例对本发明作详细的说明：