[发明专利]一种玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯硫醚（PPS）与聚醚醚酮（PPEK）、聚砜（PSF）、聚酰亚胺（PI）、聚芳酯（PAR）、液晶聚合物（LCP）并称为六大特种工程塑料。PPS作为一种性能优异的特种工程塑料，其具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点；材料硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优异性能。PPS作为工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260℃，抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。而且它还具有成型收缩率小（约0.08%）、吸水率低（约0.02%）、防火性好、耐震动疲乏性好等独特优势。

PPS因其上述诸多优异特性，已经得到很多功能性应用，诸如国外公开专利US2011224384A1、US2010151246A1、US2009214863A1、US2008217010A1等将聚苯硫醚应用于薄膜、纺粘性织物纤维、涂料、建筑物支撑剂等方面；随着科技水平的提高和信息化的发展，PPS在国内的发展速度非常快，中国专利CN101085869A和CN101864169A分别公开了一种玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料，并且该种复合材料具有良好的机械性能、耐高温性能和阻燃性能。随着PPS技术的进一步发展和聚合物改性技术的进步，必将扩大PPS的使用范围，作为极具发展前景的耐高温工程塑料，PPS的市场应用潜力巨大。

发明内容

为了使现有材料适应高性能需求的使用场合，本发明的目的是提供一种配方合理、高强度且具有良好阻燃性的玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料。

本发明的另一个目的是提供一种上述玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料的制备方法，该方法采用多次熔体包覆法，能实现更好的纤维与树脂的浸渍和包覆效果，且成型工艺简单，适用于工业化生产。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料，该材料由包括以下重量份的组分制成：

聚苯硫醚                        100份，

玄武岩纤维                      10~50份，

硅烷偶联剂                      5~15份，

高温润滑剂                      1~10份。

所述的玄武岩纤维为长的连续纤维。

所述的硅烷偶联剂为含有氨基、羧基或环氧基改性的有机硅化合物，优选R-氨丙基三乙氧基硅烷或R-缩水甘油基丙烷三甲氧基硅烷。

所述的高温润滑剂为白色粉末状硬脂酸类高分子化合物，简称PETS，购于苏州联胜化学有限公司。

本发明还提供了一种上述玄武岩纤维增强热塑性聚苯硫醚复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

将聚苯硫醚100份，硅烷偶联剂5~15份，高温润滑剂1~10份搅拌混合均匀，从树脂喂料口投入到双螺杆挤出机中，在熔融成熔体流动状态下将其从挤出机中挤出；同时将预热后的玄武岩纤维10~50份引入挤出机机头中，在机头中实现流动熔体对其进行一次包覆，包覆过程重复2~4次，然后将所得的复合材料引出挤出机。

所述的搅拌混合均匀的时间为10~30min。

所述的熔融成熔体流动状态的温度为300~330℃。

所述的玄武岩纤维的预热温度为280~300℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明选用玄武岩纤维作为增强纤维，既避免了玻璃纤维对环境的污染，相对价格昂贵的碳纤维又降低了原料成本。

2、本发明相较于纯PPS来说，通过加入玄武岩纤维进行改性，既节约了原料成本，玄武岩纤维的引入对复合材料的性能提高也有突出效果。

3、本发明中采用的制备方法为熔体包覆法制备复合材料，纤维与树脂之间的浸渍和包覆效果好，从而提高了复合材料的性能；同时，成型工艺简单，适用于连续化工业生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

以下实施例所用的聚苯硫醚为热塑性树脂，微黄色或者咖啡色粒料。

以下实施例所用的玄武岩纤维为长的连续纤维。

以下实施例所用的高温润滑剂为白色粉末状硬脂酸类高分子化合物，简称PETS，购于苏州联胜化学有限公司。

实施例1

按照下面的重量称取原料：