[发明专利]一种聚醚砜复合改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性材料领域，具体涉及一种聚醚砜复合改性材料及其制备方法。

背景技术

聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得，是非晶态聚合物，是一种热塑性工程塑料。由于具有耐热性、耐热水性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，所以长期在电子、电器、 机械、汽车、医疗器具、食品加工及不沾涂料等领域得到广泛的应用。

随着人们对塑料成型收缩率要求的不断提高，未经改性的聚醚砜的收缩率已难以满足需求，因而，对聚醚砜进行降低收缩率改性成为必要。现今对聚醚砜的低收缩率改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚醚砜的收缩率降低效果显著，使聚醚砜能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然对降低塑料收缩率效果好，添加量小，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行将低收缩率改性过程中，纳米材料分散不均会影响其收缩率降低效果，得到的改性材料收缩率降低不显著，对改性材料的生产和应用造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚醚砜材料收缩率较大的缺陷，提供一种聚醚砜复合改性材料及其制备方法；本发明将经过针对性改性处理的纳米硅藻土与聚醚砜进行复合，并使纳米硅藻土均匀分散在聚醚砜体系中，得到的复合改性材料力学性能好、收缩率小，有利于聚醚砜在更多领域中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚醚砜复合改性材料，包括以下重量份原材料制备得到：5-10份的纳米硅藻土、3-5份的改性剂、10-15份的聚苯硫醚、55-75份的聚醚砜、0.5-1.2份的偶联剂、0.1-0.3份的交联剂、5-8份的硬脂酸钙、5-10份的聚苯并咪唑。

上述一种聚醚砜复合改性材料，根据纳米硅藻土和交联能降低树脂材料收缩率的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米硅藻土与聚醚砜之间的相容性，并使纳米硅藻土在聚醚砜中分散更均匀，使纳米硅藻土对降低聚醚砜的收缩率作用更好，还通过控制聚醚砜的聚合度来使改性后的复合改性材料在收缩率与力学性能之间达到最佳平衡关系，从而使得到的复合改性材料在具有较低的收缩率的条件下，也具有优异的力学性能，使其可以在更多领域中得到应用。

上述一种聚醚砜复合改性材料，其中，所述的纳米硅藻土粒径为10-80nm；纳米硅藻土粒径越小，分散性越差，纳米硅藻土粒径越大，对聚醚砜的收缩率降低作用越差；优选的，所述的纳米硅藻土粒径为30-50nm；最优选的，所述的纳米硅藻土粒径为40nm。

上述一种聚醚砜复合改性材料，其中，所述的改性剂为对甲基苯甲酸与二苯醚组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米硅藻土与聚醚砜的相容性，又能在纳米硅藻土表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中对甲基苯甲酸与二苯醚的物质的量之比为1︰1。

上述一种聚醚砜复合改性材料，其中，聚苯硫醚的聚合度越大，则交联后复合改性材料的收缩率越小，力学性能越差，聚苯硫醚的聚合物越小，则交联后复合改性材料的收缩率越大，力学性能越好，因此，选择合理的聚苯硫醚聚合度，是平衡收缩率和力学性能的重要手段。所述的聚苯硫醚的聚合度为500-800；优选的，所述的聚苯硫醚的聚合度为600-700；最优的，所述的聚苯硫醚的聚合度为650；通过优选，得到的复合改性材料既收缩率小，也具有较好的力学性能，适合在更多领域中的应用。

其中，所述的聚醚砜聚合度为1600-2000；优选的，所述聚醚砜的聚合度为1700-1900；最优选的，所述的聚醚砜的聚合度为1800；通过优选，得到的复合改性材料既收缩率小，也具有较好的力学性能。

上述一种聚醚砜复合改性材料，其中，所述的偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂；巯丙基三甲氧基硅烷能增加纳米硅藻土与聚醚砜以及改性剂之间的相容性，提高复合改性材料的性能。

其中，所述的交联剂为对甲苯磺酸，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，对降低复合改性材料的收缩率具有促进作用。

上述一种聚醚砜复合改性材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高复合改性材料的力学性能，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。

为了实现上述发明目的，进一步的，本发明还提供了一种聚醚砜复合改性材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米硅藻土用偶联剂进行处理；

（2）将经过偶联剂处理的纳米硅藻土用改性剂进行包覆处理；