[发明专利]一种改性聚砜复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种高模量高强度抗应力开裂耐磨聚砜复合材料，其包括第一树脂、第二树脂、第三树脂、纤维及一定量的耐磨剂、流动改性剂和抗氧剂共混复合而成；其中：所述第一树脂为聚砜(PSU)，其用量为50wt％‑80wt％；所述第二树脂具有增韧作用，所述第三树脂具有抗应力开裂作用，所述第二树脂和第三树脂为聚苯砜、聚酯类聚合物、聚酰胺树脂中的任意两种或三种，所述第二树脂和第三树脂的用量之和为5wt％‑20wt％；所述纤维为具有增强作用的纤维，所述纤维用量为10wt％‑30wt％；其余为耐磨剂、流动改性剂和抗氧剂。其性能优异，可广泛应用于热水系统泵体，叶轮，阀体；发动机油封、油泵及阀门、传动轴承保持架、滑动轴承等领域。

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料及其制备方法与应用，具体涉及一种改性聚砜复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚砜(PSU)是一种高刚性，耐高温，耐水解，线膨胀系数小，尺寸稳定性极佳的耐热性工程塑料。特别是可在200℃下长期使用，而且，其力学性能不受环境温度变化的影响。广泛用于供热系统、食品机械、医疗器械。通过玻纤(GF)、碳纤维(CF)增强改性可制备较高强度的聚砜(PSU)复合材料用于机械转动部件、密封部件、轴承等。

由于聚砜(PSU)产量小，价格高，上世纪，主要用于军工装备等特殊领域。近年来，民用市场需求越来越大。但是，聚砜(PSU)复合材料也存在抗冲击强度偏低，一般玻纤增强聚砜(PSU)的缺口冲击强度仅6kj/m²，特别是其制品易产生应力开裂现象。因此，不适用需求耐冲击，结构较为复杂或有金属嵌件的部件。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一是，提供一种改性聚砜(PSU)复合材料，具有高模量、高强度、抗应力开裂、耐磨的特点，克服现有聚砜(PSU)复合材料缺口冲击低，成型过程易产生应力开裂等的缺点，得到综合性能优异的聚砜(PSU)复合材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改性聚砜(PSU)复合材料，包括第一树脂、第二树脂、第三树脂、纤维及一定量的耐磨剂、流动改性剂和抗氧剂共混复合而成；其中：所述第一树脂为聚砜(PSU)，其用量为50wt％-80wt％；所述第二树脂具有增韧作用，所述第三树脂具有抗应力开裂作用，所述第二树脂和第三树脂为聚苯砜、聚酯类聚合物、聚酰胺树脂中的任意两种或三种，所述第二树脂和第三树脂的用量之和为5wt％-20wt％；所述纤维为具有增强作用的纤维，所述纤维用量为10wt％-30wt％；其余为耐磨剂、流动改性剂和抗氧剂。

进一步地，所述改性聚砜(PSU)复合材料，包括以下原料组分和重量份通过合金化技术共混复合而成：聚砜(PSU)：100份；纤维：20-40份；聚苯砜(PPSU)：0-10份；聚酯类聚合物和/或聚酰胺树脂：5-20份；耐磨剂：1.0-10份；流动改性剂：0.5-1.0份；抗氧剂：0.3-0.6份。

优选地，所述改性聚砜(PSU)复合材料中，所述聚砜(PSU)为中分子量聚合物，其熔融指数为10-20g/10min。本发明所用聚砜(PSU)为中分子量聚合物，由于聚砜(PSU)熔融流动性较差，树脂的分子量越高其流动性就越低，树脂流动性越低则越易产生应力开裂，树脂分子量太低时，材料的强度变差，因此，综合考虑材料力学性能与加工性能，选择中分子聚砜(PSU)树脂是十分必要的。

优选地，所述改性聚砜(PSU)复合材料中，所述纤维为碳纤维(CF)和/或玻纤(GF)；所述纤维用量优选20-30份。本发明采用纤维增强聚砜(PSU)，提高其力学性能，使其适用于受力结构部件的应用；玻纤(GF)、碳纤维(CF)对PSU具有显著的增强作用，能大幅度提高其力学性能，特别是碳纤维(CF)，不仅能提高PSU的力学性能，还可增强其耐磨性。