一种耐高温PPS薄膜及其制备方法与流程

本发明属于工程塑料薄膜，具体涉及一种耐高温pps薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、聚苯硫醚(pps)是一种苯环与硫原子交替排列的高分子聚合物，具有较高的刚性与规整性，同时还具备耐高温性能、耐腐蚀性能、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等优良性能，在常温下聚苯硫醚不溶于任何已知溶剂。随着对聚苯硫醚的不断深入研究，技术人员将聚苯硫醚改性后，成功将改性后的聚苯硫醚应用于电子电器、航空航天等领域。将聚苯硫醚制备成薄膜，在拥有上述优良性能的同时还拓宽了其应用范围，广泛应用于马达、可变电容中。

2、中国发明专利cn111923539a公开了一种高性能多层复合塑料薄膜，包括由内至外的内层、功能层、张力层、外层，其中功能层包括以下质量百分含量组分：包括蒙脱土5-15％、纳米硅溶胶10-12％、润滑剂5-15％、偶联剂a 0.3-1.5％、塑料基层10-20％、聚苯硫醚余量；所述张力层包括以下质量百分含量组分：聚酰亚胺15-20％、纳米硅溶胶5-15％、偶联剂b0.5-2.5％、相容剂0.6-1.1％、分散剂1.2-3.5％、马来酸酐改性树脂余量；改专利通过合理设计塑料薄膜结构，并优化选料配比，制得的复合塑料薄膜性能优异稳定，水汽阻隔性强，耐高温、耐候、抗老化且防水抗污，综合质量显著提高。

3、另外，中国发明专利cn105542300a公开了一种绝缘离型膜，薄膜层如下：pp、pe、氮化硼、环氧树脂6101、酚醛树脂2124、三聚氰胺、聚丙烯酰胺、聚酰胺66、云母粉、滑石粉、聚乙烯醇叔丁醛、fep、pet、聚乙二醇单甲醚、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、有机蒙脱土、石蜡、聚醚醚酮纤维、纳米二氧化硅、光稳定剂622、pe-g-mah、pp-g-mah、消泡剂、增稠剂、偶联剂。该离型膜的组分之间相容性好，具有极佳的绝缘性、耐水性、耐溶剂性、耐药品性、耐腐蚀性、耐温性、耐候性、粘合性和散热储能作用。

4、pps膜的最大特性之一是其耐热性，特别在高湿、高应力情况下其耐热性是超群的。pps属于完全不显示水解性的聚合物，因而，pps膜的高温劣化速度在水分存在下和在干燥空气中没有差别。其电气特性的耐热温度指数可以高达200℃，属于f级绝缘材料。pps膜在完全没有添加剂时具有最高的阻燃性(自灭火性)，25μm以上的pps膜被认定为ul94 v0级材料。聚苯硫醚的熔点在285℃左右，起始分解温度在400℃左右，通常pps薄膜在220℃环境下超过10h，强度会下降50％左右，伸长率下降70％。因此，目前的现有技术中，即便对聚苯硫醚进行改性，但是，其耐热性能增加有限，仍然在高温条件下显著影响聚苯硫醚产品的强度、伸长率等性能。而且，关于聚苯硫醚薄膜现有的技术难点还有：聚苯硫醚原材料分子量范围大，流动性高，加工温度范围窄，公差不均匀以及褶皱等问题。

5、基于此，一种新的耐高温的pps薄膜以及制备出更优性能pps薄膜的制备方法成为本领域技术的研究热点。本发明提供了一种耐高温pps薄膜及其制备方法，pps薄膜表面光滑，公差范围小，无褶皱，物理性能好，耐高温；所制备的薄膜热处理后，可在220℃环境下长期使用，同时物理性能下降幅度保持在30％以内。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种耐高温pps薄膜及其制备方法，将pps与特定组分的耐高温材料、相容剂，以及润滑剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硅烷偶联剂和增韧剂进行混合，通过人字形模头流延成片后拉伸，得到耐高温pps薄膜，该pps薄膜表面光滑，公差范围小，无褶皱，物理性能好。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供一种耐高温pps薄膜，按照重量份计，包括组分：30-80份pps、5-50份耐高温材料、1-20份相容剂、0.5-10份润滑剂、0.1-10份亚磷酸酯类抗氧剂、0.1-2份硅烷偶联剂、1-8份增韧剂。

4、优选地，所述耐高温pps薄膜，按照重量份计，包括组分：60-75份pps、10-30份耐高温材料、3-10份相容剂、1-5份润滑剂、0.2-5份亚磷酸酯类抗氧剂、0.2-1份硅烷偶联剂、2-5份增韧剂。

5、进一步优选地，所述耐高温pps薄膜，按照重量份计，包括组分：74.6份pps、15份耐高温材料、5份相容剂、2份润滑剂、0.2份亚磷酸酯类抗氧剂、0.2份硅烷偶联剂、3份增韧剂。

6、优选地，所述pps(聚苯硫醚)为线性聚苯硫醚树脂，其熔融指数为20-200g/10min。

7、进一步优选地，所述线性聚苯硫醚树脂，其熔融指数为40-70g/10min。

8、优选地，所述耐高温材料，选自peek(聚醚醚酮)、ppo(聚苯醚)、pes(聚醚砜)和pi(聚酰亚胺)中的至少一种。

9、进一步优选地，所述耐高温材料，选自peek、ppo中的至少一种。

10、优选地，所述相容剂，选自乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、sebs-mah(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐)中的至少一种。

11、进一步优选地，所述相容剂，为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。

12、优选地，所述润滑剂，选自硅酮粉、ptfe(聚四氟乙烯)中的至少一种。

13、优选地，所述亚磷酸酯类抗氧剂，选自双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酷、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇-二亚磷酸酷中的至少一种。

14、优选地，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh570、kh580中的至少一种。

15、优选地，所述增韧剂选自sebs(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)、bfe(乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物)、epdm中的至少一种。

16、另一方面，本发明提供上述耐高温pps薄膜的制备方法，包括步骤：

17、s1、将pps和耐高温材料进行干燥，然后与硅烷偶联剂混合，得到初混材料；

18、s2、初混材料与相容剂、润滑剂、亚磷酸酯类抗氧剂和增韧剂混合搅拌，得到混合材料；

19、s3、混合材料进行熔融挤出，通过人字形模头流延成片，然后经过辊压得到pps流延膜；

20、s4、将pps流延膜进行纵向拉伸，得到纵向pps薄膜；

21、s5、将纵向pps薄膜进行横向拉伸，得到双向拉伸pps薄膜；

22、s6、将双向拉伸pps薄膜进行热处理，最后进行切边、收卷得到耐高温pps薄膜。

23、优选地，步骤s1中，所述干燥，干燥温度为110-130℃，干燥2-4h。

24、进一步优选地，所述干燥为鼓风干燥，干燥温度为120℃，干燥2-4h。

25、优选地，步骤s1中，所述与硅烷偶联剂混合，需将干燥后的pps和耐高温材料在室温条件下进行冷却0.5-2h，然后再进行混合；pps、耐高温材料和硅烷偶联剂混合后，升温至50-70℃，进行搅拌分散，200-400r/min搅拌0.5-5min，得到初混材料。

26、进一步优选地，所述与硅烷偶联剂混合：pps、耐高温材料和硅烷偶联剂混合后，升温至60℃，进行搅拌分散，300r/min搅拌1-3min，得到初混材料。

27、优选地，步骤s2中，所述混合搅拌为200-400r/min搅拌1-20min。

28、进一步优选地，所述混合搅拌为300r/min搅拌2-10min。

29、优选地，步骤s3中，所述熔融挤出，使用挤出机进行；所述挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。

30、优选地，步骤s3中，所述熔融挤出，其熔融塑化温度为180-330℃。

31、进一步优选地，所述熔融挤出，其熔融塑化温度为180-320℃。

32、更进一步优选地，所述熔融塑化温度，当挤出机为双螺杆挤出机时，双螺杆温度设置为：180℃、240℃、285℃、300℃、300℃、290℃、295℃、300℃、310℃、320℃。

33、优选地，步骤s3中，所述人字形模头，其内流道斜度为30°-45°。

34、优选地，步骤s3中，所述辊压，具体为经过冷却辊、压缩辊和展平辊进行辊压，得到pps流延膜。

35、进一步优选地，所述冷却辊的温度为80-150℃，压缩辊的温度为80-120℃。

36、优选地，步骤s4中，所述纵向拉伸，在纵向拉伸箱中进行，拉伸温度为100-200℃，拉伸2-5倍。

37、进一步优选地，所述纵向拉伸，拉伸温度为130-180℃，拉伸3-4倍。

38、优选地，步骤s5中，所述横向拉伸，在横向拉伸箱中进行，拉伸温度为100-200℃，拉伸2-6倍。

39、进一步优选地，所述横向拉伸，拉伸温度为130-180℃，拉伸3-4倍。

40、优选地，步骤s4中所述纵向拉伸和步骤s5中所述横向拉伸为异步进行。

41、优选地，步骤s6中，所述热处理，在热处理箱中进行，热处理完成后引入切边机进行切边、收卷。

42、进一步优选地，所述热处理的热处理箱温度为100-180℃，处理90-180s。

43、更进一步优选地，所述热处理的热处理箱温度为120℃，处理120s。

44、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

45、1、本发明的耐高温pps薄膜，通过使用特定性能的pps，达到稳定的流延效果，使膜面光滑、公差小。

46、2、本发明的耐高温pps薄膜，通过加入特定成分的耐高温材料，将pps的耐温提高20℃-50℃，在220℃下加热10-24h，性能保持70％以上；提高材料的耐温性能与韧性。

47、3、本发明的耐高温pps薄膜，在特选种类的相容剂作用下，降低界面能，使各组分能够均匀的相容，强度提高50％-80％，伸长率提高100％-200％，耐高温性能提高。

48、3、本发明通过改进模头内流道，使材料流出模头更均匀，使膜公差范围减小，耐高温性能提升；通过特定步骤的拉伸，提高薄膜的拉伸和耐高温性能。