一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度低磨耗量聚苯硫醚复合材料，本发明复合材料所述聚苯硫醚复合材料含有以下组分：聚苯硫醚100重量份，聚四氟乙烯10～80重量份，成核剂0.1～10重量份，以及硅烷偶联剂0.1～10重量份；所述硅烷偶联剂为含有环氧基团的硅烷偶联剂，所述聚四氟乙烯的粒子尺寸为10μm～30μm。本发明利用聚苯硫醚强度高，聚四氟乙烯摩擦系数低、磨耗量小的优点，制备聚苯硫醚与聚四氟乙烯复合材料，其摩擦系数为0.10～0.20，材料磨耗量0.15～0.30mg，该复合材料可广泛应用于汽车、家电器领域。
【专利说明】一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高强度低磨耗量聚苯硫醚复合材料及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚苯硫醚（PPS)是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，PPS材料具有突出 的耐热性，优异的耐化学药品、耐溶剂性和耐腐蚀性，本身固有的阻燃性、优良的力学性能 和电性能，出色的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，并且有相对较低的成本价格，可用多 种成型加工方法进行成型加工，并且可以精密成型。主要应用于汽车、电子及电器、机械、化 工及医药等领域，制成长纤维复合材料用于军工、航空航天等特殊领域。
[0003]由于其自身的耐摩擦性能较差，摩擦系数比较高，达0.45-0.57。使用聚苯硫醚 材料制备得到的部分设备，由于该设备的摩擦部分不宜加油脂润滑，比如在润滑油脂会被 溶剂溶解而失效的场合，使得聚苯硫醚在很多领域的应用受到较大的限制。
[0004]聚四氟乙烯（简称PTFE)为全氟化直连高聚物，具有较高的分子量，为高结晶度的 热塑性聚合物。由于其链结构为键能非常强的氟碳键，使其具有较高的热稳定性、耐溶剂 型、不粘性、优异的介电性能和广泛的使用温度范围。并且具有最佳的耐化学腐蚀性、较低 的摩擦系数性能和自润滑性，仅〇. 04 - 0. 1，在摩擦领域有着广泛的应用。但是，PTFE有两 大缺陷，一是生产成本高，二是不能够注射成型，所制得的制品力学强度较低，限制其使用 范围。
[0005]在发明专利CN101851420中提到，通过在聚苯硫醚中添加聚四氟乙烯、硫化锌和 氟化钙进行改性，能够提高材料的摩擦性能，能够产生平稳的摩擦系数及低的磨损率。但是 此篇专利中没有加入任何偶联剂进行改性加工，材料的强度不高，限制其在更广领域的应 用。
[0006]在发明专利CN102796378A中提到，通过在聚苯硫醚树脂中添加聚四氟乙烯树脂、 玻璃纤维和偶联剂，可以使得材料具有较好的耐温性、耐磨性、自润滑性，可适应高温、大量 油类存在的环境。由于有玻璃纤维的加入，材料的强度较高，但是其耐摩擦性能大大降低， 磨耗量比较大，限制其在摩擦领域的广泛使用。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了克服上述聚苯硫醚应用领域受到限制的缺点，提供一种耐磨 耗性能的聚苯硫醚和聚四氟乙烯复合材料，并且具有较高机械强度，扩宽了其使用领域。本 发明所要解决的技术问题提供一种高强度，同时又具有摩擦系数小、磨耗量低等优点的聚 四氟乙烯改性聚苯硫醚复合材料。
[0008]为了得到高强度低磨耗量聚苯硫醚复合材料，本发明采用了如下技术方案：
[0009]-种聚苯硫醚复合材料，所述聚苯硫醚复合材料含有以下组分：
[0010] 聚苯硫醚100重量份，聚四氟乙烯10?80重量份,成核剂0. 1?10重量份，以及 硅烷偶联剂0. 1?10重量份；
[0011] 为了使本发明的材料具有较低的摩擦系数和较小的磨耗量，所述硅烷偶联剂为含 有环氧基团的硅烷偶联剂，所述聚四氟乙烯的粒子尺寸为10i! m?30ym。
[0012] 考虑到聚四氟乙烯本身具有良好的耐摩耗性能和较好的韧性，添加入塑料中可以 提高其耐磨耗性能和机械强度，当聚四氟乙烯重量份太少时，虽然复合材料具有较高的力 学强度，但材料的摩擦系数、磨耗量可能较大，另外，聚四氟乙烯重量份太多时，则材料的力 学强度可能很低。本发明中聚四氟乙烯优选为30?60重量份。硅烷偶联剂优选为0.7? 5重量份。成核剂优选为0. 7?5重量份。
[0013] 考虑到提高树脂与玻璃纤维间的界面结合力，从而提高复合材料的力学性能，本 发明中所述含有环氧基团的硅烷偶联剂优选为下述式1或式2结构中的一种或者几种：
[0014]
【权利要求】
1. 一种聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述聚苯硫醚复合材料含有以下组分： 聚苯硫醚100重量份，聚四氟乙烯10?80重量份,成核剂0. 1?10重量份，以及娃烧 偶联剂0. 1?10重量份； 所述硅烷偶联剂为含有环氧基团的硅烷偶联剂，所述聚四氟乙烯的粒子尺寸为 10μm~ 30μm。
2. 根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述含有环氧基团的硅烷 偶联剂选自于下述式1或式2结构中的一种或者几种：
其中，R1选自于甲基或者乙基中的一种或几种，R2选自于碳原子数目为1?4的烷基 中的一种，R3选自于碳原子数目为1?4的烷基中的一种。
3. 根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料，其特征在于：所述成核剂为碳酸钙、滑石 粉、硫酸钙或硅灰石中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的聚苯硫醚复合材料,其特征在于：该复合材料的摩擦系数为 0· 16?0· 22,材料磨耗量0· 15?0· 30mg。
5. -种制备权利要求1所述聚苯硫醚复合材料的方法，其特征在于：将原料混合分散 后，挤出段温度270°C?330°C，经熔融、挤出、冷却得到高强度低磨耗量聚苯硫醚复合材 料； 其中原料包含以下组分：聚苯硫醚100重量份，聚四氟乙烯10?80重量份，成核剂 0. 1?10重量份，以及硅烷偶联剂0. 1?10重量份； 所述硅烷偶联剂为含有环氧基团的硅烷偶联剂，所述聚四氟乙烯的粒子尺寸为 10μm~ 30μm。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述含有环氧基团的硅烷偶联剂选 自于下述式1或式2结构中的一种或者几种：
其中，R1选自于甲基或者乙基中的一种或几种，R2代表碳原子数目为1?4的烷基中 的一种，R3代表碳原子数目为1?4的烷基中的一种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述成核剂为碳酸钙、滑石粉、硫酸 钙或硅灰石中的一种或几种。
【文档编号】C08K3/26GK104448825SQ201310425121
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】刘强, 汤先文, 彭凯, 河野俊司 申请人:东丽先端材料研究开发（中国）有限公司