本发明属于高分子合金技术领域，涉及一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料及制备方法。
背景技术：
聚苯醚材料具有较好的强度、耐应力松弛、抗蠕变性和耐热、耐水等性能，在电子电器、汽车、机械和化工领域可替代部分金属材料，具有较为广泛的应用背景。但由于熔体粘度较大，聚苯醚成型加工性不佳，现有技术注重改善这一问题。
申请号201310277009.2《聚苯醚合金材料及其制备方法》公开了一种用于变频空调印制板定位支架的聚苯醚合金材料及其制备方法。包含聚苯醚树脂、聚苯乙烯树、弹性体、聚烯烃、接枝体、功能母料、阻燃剂、抗氧剂，其制备方法包括称取组分、制备混合物料、物料的熔融挤出等步骤。所得聚苯醚合金材料热稳定好，经浸锡处理后没有锡渣残留，但收缩率较大。
申请号201310269637.6《聚苯醚及尼龙的组合物及其制备方法》公开一种聚苯醚及尼龙的组合物及其制备方法。包括熔融挤出，冷却，吹干，造粒的步骤；该发明制得的组合物表面光滑、力学性能优良，但收缩率较大。
在工程化应用中，聚苯醚材料的尺寸稳定性和金属材料存在一定差距，主要体现在聚苯醚材料的成型收缩率和线膨胀系数较高，影响制件配合和运转的可靠性。现有技术均未涉及聚苯醚材料尺寸稳定性的改善。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料及制备方法。本发明采用纤维状、片状和球状复合填充剂增强和多元聚合物增容共混技术，制备的复合填充增强的聚苯醚合金材料具有加工性好、力学性能优良、各向差异性小，尺寸稳定性突出等优点，其线膨胀系数达到铝合金等金属材料水平，可替代金属材料制备水泵叶轮、泵体，增压器涡轮、蜗壳。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料包括聚苯醚100份，聚苯乙烯10～25份，尼龙610树脂5～20份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(sebs-gma)1～10份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(sma)1～5份，分散剂0.5～5份，复合填充剂20～40份。
所述苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物(sma)嵌段比(s∶m)为6∶1～8∶1。
所述分散剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氧化聚乙烯蜡和硬脂酸锌混合物，重量比为1∶1∶1。
所述复合填充剂为碳酸钙晶须、片状绢云母粉、玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；所述片状绢云母粉径厚比为80～100；所述碳酸钙晶须、片状绢云母粉、玻璃微珠目数为1000～3000目。
一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以600～800rpm的搅拌速度搅拌5～8分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60℃温度下，以350～500rpm的搅拌速度搅拌3～5分钟，然后升温至80℃，以500～1000rpm的搅拌速度搅拌1～2分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚合金材料。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料及制备方法。与现有技术相比本发明提供的聚苯醚/尼龙610合金材料具有加工性好、力学性能优良、各向差异性小，尺寸稳定性突出等优点，其线膨胀系数达到铝合金等金属材料水平。可替代金属材料制备水泵叶轮、泵体，增压器涡轮、蜗壳。本发明原料来源广泛，成本低廉，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
本发明的一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料检测试样按gb/t17037要求制备。
弯曲性能按gb/t9341检验。试样尺寸80mm×10mm×4mm，速度10mm/min；
缺口冲击强度按gb/t1043检验。试样类型为i型，缺口类型为a类；
成型收缩率按gb/t15585检验；
线膨胀系数按gb/t1036检验.试样尺寸100mm×12.5mm×3mm。
实施例1
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯10份，尼龙610树脂20份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物5份，分散剂2.5份，复合填充剂20份；
复合填充剂为1250目的碳酸钙晶须、1250目的片状绢云母粉、1250目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为80。
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以600rpm的搅拌速度搅拌8分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60度温度下，以350rpm的搅拌速度搅拌3分钟，然后升温至80度，以500rpm的搅拌速度搅拌2分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
实施例2
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯25份，尼龙610树脂5份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯1份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物5份，分散剂2.5份，复合填充剂40份；
复合填充剂为3000目的碳酸钙晶须、3000目的片状绢云母粉、3000目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为80。
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以800rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60度温度下，以500rpm的搅拌速度搅拌3分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌1分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
实施例3
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯20份，尼龙610树脂20份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯10份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物1份，分散剂0.5份，复合填充剂30份；
复合填充剂为3000目的碳酸钙晶须、1250目的片状绢云母粉、1250目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为100。
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以600rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60度温度下，以500rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后升温至80度，以500rpm的搅拌速度搅拌1分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
实施例4
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯18份，尼龙610树脂18份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯2份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物2份，分散剂2份，复合填充剂30份；
复合填充剂为3000目的碳酸钙晶须、1250目的片状绢云母粉、3000目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为100。
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以800rpm的搅拌速度搅拌8分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60度温度下，以350rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌2分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
实施例5
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯15份，尼龙610树脂15份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物2份，分散剂5份，复合填充剂30份；
复合填充剂为1000目的碳酸钙晶须、2000目的片状绢云母粉、1000目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为80。
本实施例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以700rpm的搅拌速度搅拌7分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，在60度温度下，以500rpm的搅拌速度搅拌4分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌1分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
对比例1
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯25份，尼龙610树脂5份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯1份，分散剂2.5份，复合填充剂40份；
复合填充剂为3000目的碳酸钙晶须、3000目的片状绢云母粉、3000目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为80。
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将复合填充剂加入搅拌机，在100℃温度下，以800rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后依次加入分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂，在60度温度下，以500rpm的搅拌速度搅拌3分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌1分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
对比例1与实施例2相比是不添加苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物，力学性能明显降低，材料成型收缩率及线胀系数明显变大。
对比例2
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯15份，尼龙610树脂15份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物2份，分散剂5份。
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将分散剂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、尼龙610树脂、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物依次加入高速搅拌机，在60度温度下，以500rpm的搅拌速度搅拌4分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌1分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为200～300rpm，加料段温度为120～130℃、熔融段温度为250～260℃、压缩混合段温度为250～260℃、计量段温度为250～260℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得预分散母粒；
步骤三、将预分散母粒、聚苯醚、聚苯乙烯混合均匀，送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
对比例2与实施例5相比，是未加复合填充剂，制备出材料的力学性能出现较大幅度下降，成型收缩率及线胀系数显著增加。
对比例3
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚苯醚100份，聚苯乙烯18份，尼龙610树脂18份，氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯2份，苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物2份，分散剂2份，复合填充剂30份；
复合填充剂为3000目的碳酸钙晶须、1250目的片状绢云母粉、3000目的玻璃微珠的混合物，其重量比为1∶1∶3；
片状绢云母粉径厚比为100。
本对比例中，一种低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料的制备方法经以下步骤：
步骤一、将聚苯醚、聚苯乙烯、尼龙610树脂、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物、分散剂、复合填充剂加入高速混合机，在60度温度下，以350rpm的搅拌速度搅拌5分钟，然后升温至80度，以1000rpm的搅拌速度搅拌2分钟，得到搅拌均匀的混合物；
步骤二、将上述混合物送入转速为300～400rpm，加料段温度为250～280℃、熔融段温度为290～320℃、压缩混合段温度为300～320℃、计量段温度为310～320℃的双螺杆挤出机挤出造粒，制得低线胀系数聚苯醚/尼龙610合金材料。
对比例3与实施例4对比，是制备方法的不同，采用所有原料一次性混合后直接加入双螺杆挤出机挤出、造粒，没有实施例性能优异，但仍比一般聚苯醚材料线胀系数低。
各实施例与对比例得到的合金材料的性能见下表：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。