本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及pps复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚苯硫醚(pps)树脂是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出特点是耐高温、耐腐蚀、具有优越的机械性能及优良电性能，因此被广泛应用于汽车工业、电子电器和机械工业。但pps高分子链结构中含有大量刚性苯环，导致pps的脆性较大，韧性较差，抗冲击强度不理想。
实际应用大部分为改性pps，目前市场大多数厂家采用传统玻纤、碳纤来改性pps，可一定程度提高改性pps的抗冲击强度，但仍然不能满足汽车、电子电器等领域所需的轻量化、高抗冲和高导热性需求。因此寻找一种可以改善pps材料的韧性、导热性，又少量添加易于加工的新材料，是各企业不断追求和研究的目标。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述问题，提供一种韧性好、导热系数高的pps复合材料。
本发明提供一种pps复合材料。
具体技术方案为：
一种pps复合材料，包括以下重量份数的原料：
改性白石墨烯0.1-20份、白油0.1-10份、pps树脂60-100份、分散剂0.1-20份；
其中，所述改性白石墨烯为聚合物包覆修饰白石墨烯，所述聚合物的聚合单体为苯乙烯或丙烯酸酯类单体。
在其中一个实施例中，一种pps复合材料，包括以下重量份数的原料：
改性白石墨烯1-15份、白油0.5-5份、pps树脂80-100份、分散剂0.5-10份。
在其中一个实施例中，所述聚合物单体选自苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯包含以下重量份数的原料：
白石墨烯0.5-25份、溶剂50-150份、稳定剂0.05-5份、引发剂0.5-5份、聚合物单体1-10份。
在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯包含以下重量份数的原料：
白石墨烯0.5-18份、溶剂80-120份、稳定剂0.1-1份、引发剂0.5-2份、聚合物单体2-8份。
在其中一个实施例中，所述改性白石墨烯的制备方法包括以下步骤：
将白石墨烯分散于溶剂中，加入稳定剂，得亲油改性白石墨烯；
将所述亲油改性白石墨烯升温至60-120℃，加入引发剂，搅拌10-30min，再加入聚合物单体，反应0.5-2h，即得。
在其中一个实施例中，所述白石墨烯为1-20层白石墨烯。
在其中一个实施例中，所述溶剂选自水、乙醇、乙二醇、丙三醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述稳定剂选自聚乙烯吡咯烷酮、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油胺、油酸中的一种或几种；及/或
所述引发剂选自过硫酸铵或偶氮二异丁腈。
在其中一个实施例中，所述分散剂选自石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种；及/或
所述白油选自工业级白油或食品级白油，种类选自1#、3#、5#、7#、10#、15#、26#、36#、46#中的一种或几种。
本发明还提供一种上述pps复合材料的制备方法。
具体技术方案为：
一种pps复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按上述重量份数称取各原料；
将改性白石墨烯、白油、pps树脂和分散剂混合，得混合物料；
将上述混合物料挤出造粒，即得。
在其中一个实施例中，所述混合工艺为：加热温度为60-120℃，分散时间5-30min；
所述挤出造粒的工艺为：挤出机各区温度范围为270-330℃，机头温度为280-340℃，主机转速为210-560r/min。
与现有方案相比，本发明具有以下有益效果：
上述pps复合材料，向pps树脂中添加聚合物包覆修饰白石墨烯，提高了pps复合材料的韧性和导热性。其中，白石墨烯为单层或少层状二维材料，具有很高的机械强度、柔韧性、高阻隔性、高导热率和自润滑性等特性，可增强pps材料的韧性和抗热氧老化性等性能，也便于加工成型。对白石墨烯进行聚合物包覆修饰，可提高白石墨烯与pps基体之间的相容性，实现白石墨烯在pps基体中均匀分散。进一步的，白石墨烯互相穿插于pps基体中能形成网状结构，进一步增强pps的韧性和抗冲击性。
本发明通过特定的改性方法，充分发挥白石墨烯材料本身的优异特性，实现白石墨烯与pps基体间的良好物理、化学结合作用，制备的pps复合材料具备高抗冲击韧性和抗老化性、具有优异的导热性，也易于加工成型，应用范围和市场前景广阔。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的pps复合材料作进一步详细的说明。
本发明具体实施方式中白石墨烯为层数为1-20层的白石墨烯。
本发明具体实施方式中所有原料均来源于市售。
实施例1
本实施例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
改性白石墨烯2.5份、pps树脂92份、15#工业级白油2份和聚乙烯蜡3.5份。
上述pps复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1)：改性白石墨烯的制备。将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的苯乙烯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
步骤2)：改性白石墨烯/pps树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、改性白石墨烯、15#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散6min出料，得混合物料；
步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在280-310℃、机头温度控制稳定在320℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为280r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得到pps复合材料。
实施例2
本实施例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
改性白石墨烯5份、pps树脂88份、26#工业级白油3份和聚乙烯蜡4份。
上述pps复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1)：改性白石墨烯的制备。将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的苯乙烯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
步骤2)：改性白石墨烯/pps树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、改性白石墨烯、26#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散10min出料，得混合物料；
步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在290-320℃、机头温度控制稳定在330℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为360r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得到pps复合材料。
实施例3
本实施例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
改性石墨烯7.5份、pps树脂83份、36#食品级白油4.5份和氧化聚乙烯蜡5份。
上述pps复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1)：改性白石墨烯的制备。将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的苯乙烯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
步骤2)：改性白石墨烯/pps树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、改性白石墨烯、36#食品级白油、氧化聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散15min出料，得混合物料；
步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在300-330℃、机头温度控制稳定在340℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为510r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得到pps复合材料。
实施例4
本实施例提供一种pps复合材料，与实施例1基本相同，区别在于：改性白石墨烯的制备方法为：
将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的丙烯酸乙酯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
实施例5
本实施例提供一种pps复合材料，与实施例1基本相同，区别在于：改性白石墨烯的制备方法为：
将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的甲基丙烯酸甲酯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
对比例1
本对比例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
82份pps树脂、10份玻璃纤维gf、3份相容剂pp-g-mah、2份酚类抗氧剂1010和3份聚乙烯蜡。
上述pps复合材料的制备方法如下：
步骤1)：pps树脂预混分散：将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、玻璃纤维gf、相容剂pp-g-mah、酚类抗氧剂1010、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混合分散6min出料，得混合物料；
步骤2)挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在280-310℃、机头温度控制稳定在320℃后，将100份步骤1)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为280r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得pps复合材料。
对比例2
本对比例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
未改性白石墨烯2.5份、pps树脂92份、15#工业级白油2份、聚乙烯蜡3.5份。
上述pps复合材料的制备方法如下：
步骤1)：pps树脂预混分散：将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、未改性白石墨烯、15#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混合分散6min出料，得混合物料；
步骤2)挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在280-310℃、机头温度控制稳定在320℃后，将100份步骤1)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为280r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得pps复合材料。
对比例3
本对比例提供一种pps复合材料，由以下重量份数的原料制备而成：
亲油改性白石墨烯2.5份、pps树脂92份、15#工业级白油2份、聚乙烯蜡3.5份。
上述pps复合材料的制备方法如下：
步骤1)：亲油改性白石墨烯的制备。将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
步骤2)：亲油改性白石墨烯/pps树脂预混分散。将高速混合机加热温度稳定在80℃后，加入pps树脂、亲油改性白石墨烯、15#工业级白油、聚乙烯蜡，经高速搅拌机预混分散6min出料，得混合物料；
步骤3)：挤出造粒。将双螺杆挤出机各区温度控制稳定在280-310℃、机头温度控制稳定在320℃后，将100份步骤2)的混合物料加入到双螺杆挤出机料筒中，主机转速为280r/min，经混炼、挤出、水冷、拉条切粒得到pps复合材料。
对比例4
本对比例提供一种pps复合材料，与实施例1基本相同，区别在于：改性白石墨烯的制备方法为：
将8份白石墨烯加入至圆底烧瓶中，再向圆底烧瓶中加入100ml蒸馏水，然后超声分散，继续向圆底烧瓶中加入0.2份十二烷基硫酸钠，超声高速搅拌，得亲油改性白石墨烯；
将10份亲油改性白石墨烯加热至90℃，加入1.5份过硫酸铵，搅拌10min后，再逐滴滴加5份减压蒸馏后的二异氰酸酯，1h滴完。滴加完毕后，保温30min待反应完成。反应完成后用氨水调节ph值为7，迅速冷却至常温，减压过滤，用蒸馏水洗涤滤饼3-4次后用酒精洗涤1次，然后在60℃真空干燥研磨，即得改性白石墨烯。
效果实验
取实施例1-5和对比例1-4所述的pps材料，对其进行性能测试。
弯曲模量和弯曲强度采用gb/t9341-2000方法进行测试。
缺口冲击强度采用iso179-1：2000方法进行测试。
导热系数采用astmd5470方法进行测试。
测试结果如下表1所示：
表1实施例1-5和对比例1-4中pps材料的性能
由上表可知，实施例1-5中，经聚合物修饰的pps复合材料的韧性、抗冲击强度和导热性优异，当聚合单体为苯乙烯，性能更优异。
对比例1中，玻璃纤维改性pps复合材料的韧性、抗冲击强度和导热系数均弱于聚合物包覆修饰白石墨烯改性pps复合材料的性能。
对比例2中，未对白石墨烯进行任何改性，未改性白石墨烯对pps的性能提高不明显。
对比例3中，只对白石墨烯进行亲油改性，未进行聚合物包覆，pps复合材料的性能提高不明显。
对比例4中，聚合物种类变化，对pps复合性能的影响较大。与实施例1-5进行对比可知，苯乙烯和丙烯酸类单体对白石墨烯的包裹效果较好，当聚合单体为苯乙烯，更有利于提高pps复合材料的性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。