本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种高流动性高金属填充的pps复合材料及其制备方法。
背景技术：
pps树脂为结晶性聚合物，结构为刚性苯环与柔顺性的硫醚键交替连接而成，分子链有很大的刚性和规整性，因而pps具有优异的耐热、阻燃和耐化学药品性。同时，硫原子上的孤对电子使得pps树脂与玻璃纤维、无机填料等具有良好的亲和性，这样就易于制成各类增强pps复合材料及合金。
基于pps优异的耐热、耐油和尺寸稳定性，其常被用于制造动力制动装置部件、动力导向系统的旋转式叶片、气阀、进气管、汽油泵、引擎盖、控制阀、车灯反射器、交流发电机零件、点火零件、散热器零件及各种位置传感器上的零部件等。
尽管pps材料用途广泛，但由于各组分分子结构原因，高含量金属粉填充的pps材料流动性较差，很难加工。本发明基于原材料选择及配方组合，从源头上研究改善pps复合材料流动性的方法，制备得到了高流动性高含量金属粉填充的pps复合材料。采用本法制备的高含量金属粉填充pps复合材料可广泛应用于汽车制件及文具用品等。
技术实现要素：
本发明选用特殊pps树脂，通过添加合适的润滑助剂，得到了高含量金属粉填充的pps复合材料，并提高了材料的流动性，改善了材料的加工性能，拓宽了材料的应用范围。为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案来实现：
聚苯硫醚树脂(pps)5-30重量份，金属粉5-70重量份，高目数滑石粉0-5重量份，硅氧烷分散润滑剂0-5份，含氟聚合物润滑剂0-5份。
所述聚苯硫醚为线性聚苯硫醚树脂树脂，树脂的熔融流动速率为1500-1800g/10min(316℃/5kg)。
所述金属粉为还原法或机械法制作的金属粉，直径为45-75μm。所述的滑石粉为压实型，目数为5000-10000目。
所述的硅氧烷润滑分散剂为高分子量有机硅氧烷。
所述的含氟聚合物润滑剂为偏二氟乙烯共聚物。
上述共混材料的制备方法，其步骤为：
1)按权利要求1的配比称量原料；
2)把经过干燥的原料加入高速混料机混合，并将混合好的物料用双螺杆加料器连续均匀地加入螺杆直径为35mm，长径比为l/d＝36的双螺杆挤出机主机筒中，主机筒各段温度采用分段控制，从加料口至机头出口温度依次为200℃、265℃、295℃、300℃、300℃、310℃、310℃、300℃、300℃、310℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到高流动性高金属填充的pps复合材料。
本发明的重要创新性在于：通过选用特殊pps树脂，添加合适的润滑助剂，得到了高含量金属粉填充的pps复合材料，并提高了材料的流动性，改善了材料加工性能，拓宽了材料的应用范围。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
本发明所用原料：
pps1：线性聚苯硫醚树脂，熔融指数为1500-1800g/10min(316℃/5kg)
pps2：线性聚苯硫醚树脂，熔融指数为800-1000g/10min(316℃/5kg)
pps3：交联聚苯硫醚树脂，熔融指数为800-1000g/10min(316℃/5kg)
金属粉1：还原法或机械法制备，直径为150-200μm
金属粉2：还原法或机械法制备，直径为100-150μm
金属粉3：还原法或机械法制备，直径为45-75μm
高目数滑石粉：5000-10000目；
润滑剂1：硅氧烷分散润滑剂；
润滑剂2：乙撑双硬脂酸酰胺润滑剂；
润滑剂3：含氟聚合物润滑剂；
产品性能测试方法：
力学性能评价：按iso方法评价；
流动性能评价：按照iso1133测试熔融指数
比较例1-3
把经过干燥的pps树脂、金属粉、滑石粉、润滑剂树脂按表1中配比混合后用双螺杆加料器连续均匀地加入双螺杆挤出机(螺杆直径35mm，长径比l/d＝36)主机筒中。主机筒各段温度采用分段控制，从加料口至机头出口温度依次设置为200℃、265℃、295℃、300℃、300℃、310℃、310℃、300℃、300℃、310℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒得到pps改性粒子。将制备的合金粒子在鼓风烘箱中于120℃干燥4小时后用塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度为320℃。将注塑好的样条立即放入玻璃干燥器中并在室温放置至少24小时后进行性能测试。测试结果见表1。
表1高金属含量填充pps复合材料的组成和性能
从表1的测试结果可以看出，采用不同pps树脂制备的高金属含量填充pps材料，力学性能相近，选用pps1树脂制备的复合材料流动性能略高于其他树脂，但加工仍较困难，需对其加工性能进行改善。
实施例1-2
采用同比较例1-3的加工工艺并选用前述实验中流动性能稍好的配方体系作为基础配方，通过分别添加不同种类的金属粉，按表2的配比制备了高金属含量填充pps复合材料，其性能测试结果如表2所示。
表2高金属含量填充pps复合材料的组成和性能
上述实施例的测试结果可以看出，添加不同种类的金属粉对材料流动性能影响不一。通过添加直径更小的金属粉可显著改善pps复合材料的流动性，且得到的复合材料力学性能也略有提升。其改善机理为：直径较小的金属粉更容易在基体树脂中分散且分散更均匀，对熔体流动的阻力更小，宏观表现为更高的流动性能。
实施例3-5
采用同比较例1-3的加工工艺，选用实施例中流动性能较好的配方体系并调整材料中各组分含量，按表3的配比制备了pps复合材料，测试结果如表3所示。
表3：高金属含量填充pps复合材料的组成和性能
使用高金属含量填充的pps复合材料体系，调整材料中各组分的配比并进行实验，得到的结果为：选用合适的润滑剂体系并优化比例，可以得到力学性能优良，流动性能好的高金属含量填充的pps复合材料。其改善机理为：硅氧烷分散润滑剂可减少聚合物团聚，降低机械阻力；含氟聚合物在势位差的作用下向熔体外层迁移并在金属表面附着，在金属壁和聚合物熔体间形成润滑层，起到润滑作用。
本发明通过选用合适的pps树脂及金属粉，添加特殊的润滑助剂并优化比例，得到高含量金属粉填充的pps复合材料，改善了材料的流动性和加工性能，拓宽了其应用范围。采用本法制备的高金属含量pps复合材料可广泛应用于制造汽车制件及文具用品等。