[发明专利]一种纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料及其制备方法，属于高分子材料加工技术领域。

背景技术

聚芳硫醚砜作为一种新型的热塑性无定形特种工程塑料，具有优异的力学性能、电性能、阻燃性能、尺寸稳定性以及耐腐蚀性等。由于聚芳硫醚砜具有以上优良的性能，使其与聚苯硫醚一样，作为高性能特种工程塑料和高性能树脂基复合材料，在汽车、机械、航空、军工等领域具有广泛的应用前景，尤其是纤维布增强聚芳硫醚砜复合材料发展潜力大。

纤维布增强树脂基复合材料的制备方法主要包括溶液法和熔融法。通常纤维布增强聚芳硫醚砜基复合材料的制备采用溶液法。该方法首先将聚芳硫醚砜树脂在温度100℃溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，然后将纤维布浸泡于该溶液一定时间取出后加热以除去NMP溶剂以形成纤维布与聚芳硫醚砜的预浸料，将该预浸料烘干后热压成型制备纤维布增强聚芳硫醚砜复合材料。该方法虽然可以一定程度上解决因聚芳硫醚砜粘度太大造成纤维布浸渍聚芳硫醚砜困难的问题，但是该溶液法涉及溶剂NMP的引入带来许多缺陷: (1)溶液法制备该复合材料工艺过程复杂，效率低且成本高，给批量生产带来困难；(2)溶液法制备该复合材料对聚芳硫醚砜在NMP中溶解度要求很高，且需要较高的温度下溶解和浸渍，给操作带来困难；(3)NMP对环境具有很强腐蚀性，且即使在较高温度下也很难完全除去。

然而聚芳硫醚砜加工流动性很差，特别是在低剪切条件下粘度更高，给纤维布增强聚芳硫醚砜复合材料的熔融热压成型带了很大的困难。因此对聚芳硫醚砜的加工流动性进行改善则显得尤为重要。通常采用提高加工温度的方法来改善聚芳硫醚砜的流动性，然而聚芳硫醚砜在较高的温度下极易进行热氧交联，对热压成型加工时间的要求非常高。

发明内容

本发明的的目的是针对现有技术的不足而提供一种纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料及其制备方法，其特点是为了解决现有制备纤维布增强聚芳硫醚砜复合材料制备方法中存在基体树脂基体粘度过大，在较低温度下很难达到树脂基体对纤维布良好浸渍的缺陷，本发明引入聚苯硫醚来改善聚芳硫醚砜加工流动性，进而实现在较低温度下制备出树脂基体对纤维布良好浸渍的纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料的方法。该方法制备的复合材料具有力学性能好和耐热性能优异的特性，广泛用于航空航天、汽车机械领域。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外均为重量份数。

纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料由以下组分组成

所述热塑性共混物形态为粉料、粒料、片材和薄膜。

所述纤维布为玻璃纤维布、碳纤维布、石英纤维布、玄武岩纤维布或芳纶纤维布中的任一种。

所述热稳定剂为氧化锌、醋酸锌、2,5-二特丁基对苯二酚（DTBHQ）和二丁基羟基甲苯（BHT）中的至少一种。

纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将聚芳硫醚砜树脂100份，聚苯硫醚树脂10-100份和热稳定剂1-10份，于温度100～150℃烘箱中干燥6～8h，在高混机中机械共混；

（2）将上述共混物料采用双螺杆挤出机于温度290～340℃熔融共混挤出造粒，在温度100～150℃烘箱中干燥6～8h；将所得共混物粒料经单螺杆挤出机在温度290～340℃熔融挤出，经三辊压光机定型得到共混物膜片；

（3）将上述膜片与纤维布以A层/B层单元结构顺序交替叠合的方式形成纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合层：A层为上述聚芳硫醚砜基共混物膜片，B层为增强纤维布；

（4）将上述复合层在温度290～360℃和10～40MPa下热压10～40min，待温度冷却至230℃以下取出得到高性能纤维布增强改性聚芳硫醚砜基复合材料。

所述纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料用于航空航天、汽车机械领域。

性能测试：

1、采用GB/T 1447-2005、GB/T 1449-2005和GB/T 1451-2005标准对纤维增强改性聚芳硫醚砜复合材料机械性能的测试详见表1～5所示。

结果表明：该发明方法制得纤维布增强改性聚芳硫醚砜基复合材料具有优异的机械性能。

2、采用GB/T 1634.2-2004标准对纤维增强改性聚芳硫醚砜复合材料耐热性能的测试详见表1～5所示。

结果表明：该发明方法制得纤维布增强改性聚芳硫醚砜复合材料具有优异的耐热性能。

本发明还具有如下优点：