[发明专利]玻璃纤维增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种玻璃纤维增强脂肪族聚酰胺/聚苯硫醚合金材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(俗称尼龙)是产量最大、品种最多、应用最广的工程塑料之一。随着汽车工业、电子电气、交通运输、机械、航空航天及各种日用工业等领域的发展，这也显著推动了聚酰胺的研究、生产及应用等方面的发展，极大地促进了聚酰胺品种的多样化及性能的改进与提高。然而，由于聚酰胺分子中的酰胺基团具有吸水性，所以聚酰胺材料的吸水通常比较高，吸水之后的聚酰胺在机械强度、金属粘结性方面有比较明显的降低，这也极大阻碍了聚酰胺的推广应用。

聚苯硫醚英文简写为PPS，是迄今为止性价比最高的特种工程塑料，产量仅排在聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、聚苯醚之后，现已广泛应用于汽车工业、电子电气、机械、化工、制药、军工、航空航天等特殊行业。由于聚苯硫醚的分子结构中，硫原子上含有孤对电子对，使得其与玻璃、金属等具有卓越的粘结强度。但是PPS成型时，模温很高，冷却效率低下，为防止二次结晶，有时候还需要对制件进行退火处理，才能投入使用，生产效率有待提高。

申请号为201210506600.6的中国发明专利公开了一种聚苯硫醚/尼龙合金材料及其制备方法，所述的聚苯硫醚/尼龙合金材料由包含以下重量份的组分制成： 20-30份聚苯硫醚，40-50份玻璃纤维，20-40份尼龙，0.3-0.8份润滑剂，0.2-0.4份抗氧剂。上述专利的技术方案由于添加的玻纤为连续纤维，对挤出模头的要求很高，生产质量难以保证，而且需要单独添加润滑剂，加工成本较高。

申请号为200710123781.3的中国发明专利公开了一种聚苯硫醚/聚酰胺复合材料及其制备方法，所述的聚苯硫醚/聚酰胺复合材料由以下配比的原料按重量百分比配制而成：聚苯硫醚(PPS)23-69.3％，聚酰胺(PA)10-30％，玻璃纤维(GF)20-40％，热稳定剂0.2-2％，硅烷偶联剂0.1-2％，加工润滑剂0.2-2％，结晶促进剂0.1-1％。申请号为201210142806.5的中国发明专利公开了一种阻燃的玻纤增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料及制备方法，该合金材料主要由包含以下重量份的组分制成：聚酰胺 25～40份、聚苯硫醚9～32份、玻璃纤维30～50份、抗氧剂0.5～0.7份、润滑剂0.7～1.2 份、其他助剂1～1.5份；此外还可包括不大于18重量份的无卤阻燃剂。上述两专利技术的配方组分中都需要单独添加尼龙成核剂，加工成本较高，且在聚酰胺含量提高时，材料的阻燃性能难以保证。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可有效改善尼龙在吸水后与金属粘结性能，制备工艺简单，经济成本低，成型效率高，易于工业化生产的玻璃纤维增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料。

本发明的另一个目的就是提供上述玻璃纤维增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

玻璃纤维增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料，该合金材料由包括以下重量份含量的组分制备而成：聚酰胺40～80份、聚苯硫醚20～60份、短切玻璃纤维40～80份、阻燃剂2～20份、偶联剂1～10份及相容剂0～20份。

所述的聚酰胺包括PA6、PA9T、PA10T、PA66、PA510或PA610中的一种。

所述的聚苯硫醚为相对分子量为30000-45000的线型热塑性聚苯硫醚。

所述的短切玻璃纤维长径比为50～200。

所述的阻燃剂包括二乙基次膦酸铝、溴化聚苯乙烯、聚二溴苯乙烯、溴化环氧树脂、三聚氰胺氰尿酸盐或三氧化二锑中的一种或多种。

所述的偶联剂包括3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基) 乙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油丙基甲基二乙氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述的相容剂包括环氧丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、溴化环氧树脂或环氧树脂中的一种或多种。

玻璃纤维增强聚酰胺/聚苯硫醚合金材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下重量份的组分进行备料：

聚酰胺40～80份、聚苯硫醚20～60份、短切玻璃纤维40～80份、阻燃剂2～20 份、偶联剂1～10份及相容剂0～20份；

步骤(2)：先将偶联剂水解或醇解；