一种环氧树脂改性聚苯硫醚复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及对聚苯硫醚进行改性的工艺技 术。
【背景技术】
[0002] 聚苯硫醚（PPS)、聚醚醚酮（PEEK)、聚砜（PSF)、聚酰亚胺（PI)、聚芳酯（PAR)以及 液晶聚合物（LCP)被称为6大特种工程塑料。聚苯硫醚（PPS)综合性能优越，具有优良的 耐热、耐腐蚀性能，20(TC以下不溶于任何溶剂。它还具有较高阻燃性能，不加阻燃剂就可达 UL94V0级，尺寸稳定性好，高温环境下吸湿后尺寸几乎不变，具有极好的粘合性能和优良 的加工性能。因此，PPS已成为特种工程塑料的第一大品种，广泛地应用在电子、电器、汽车、 航空航天等领域。但是PPS也存在不足之处，如纯PPS制品的脆性较大、韧性较差、刚性和 强度不够高，另外价格较高，这就限制了PPS的应用。所以，需要对PPS进行增强和增韧改 性。对PPS增强的主要方法是无机填料填充，如添加玻纤和碳纤维。对PPS增韧的主要方 法有化学改性与物理改性。化学结构改性是在PPS分子链中引入改性单体，改变PPS的分 子链结构，化学增韧改性的增韧改性效果显著，不足之处是要经过一些化学反应，过程不好 控制。物理改性是在基体中加入另一种弹性体组分，但不改变分子链结构，通过形成功能优 良的共混体系，达到增韧目的。目前改性PPS的研究一般集中在将PPS与玻璃纤维、矿物填 料、碳纤维或其他聚合物共混改性，从而均衡各聚合物和无机物组分的性能，获得综合性能 优异的复合材料。同时，共混还可赋予PPS特殊性能，如防润滑性、导电性，使其成为功能化 聚合物。
[0003] 环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，环氧基团可以位 于分子链的末端、中间或成环状结构。环氧树脂对PPS的增韧机理是环氧树脂的环氧基团 可以与PPS中的-SH基团发生如下的扩链反应，结果在刚性的PPS链上引入了柔性链，降低 了PPS的结晶性，结果使得PPS的軔性大幅度增加。
【主权项】
1. 一种环氧树脂改性聚苯硫醚复合材料，其特征在于：复合材料由聚苯硫醚树脂、环 氧树脂、无机粉末填料和偶联剂组成，所述聚苯硫醚树脂占复合材料总质量的55%~95%， 环氧树脂占复合材料总质量的2%~5%，无机粉末填料占复合材料总质量的0. 1%~40%，偶 联剂占复合材料总质量的〇. 2%~2%。
2. 根据权利要求1所述复合材料，其特征在于：所述无机粉末填料为埃洛石、短切玻璃 纤维、碳纳米管或碳纤维中的一种。
3. 根据权利要求1所述复合材料，其特征在于：所述偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅 烷、Y- (2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种。
4. 根据权利要求1所述复合材料，其特征在于：所述环氧树脂型号为E-51、E-44中的 一种。
5. 如权利要求1所述环氧树脂改性聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于：将环 氧树脂溶解于溶剂后与偶联剂和干燥的聚苯硫醚树脂均匀混合后于60°C条件下烘干，然后 经过研磨得到聚苯硫醚树脂改性粉末，再将聚苯硫醚树脂改性粉末与无机粉末填料混合均 匀后经双螺杆挤出机挤出造粒；所述干燥的聚苯硫醚树脂占总投料量的55%~95%，所述环 氧树脂占总投料量的2%~5%，偶联剂占总投料量的0. 2%~2%，无机粉末填料占总投料量 的 0· 1% ~40%。
6. 根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：所述溶剂为丙酮、乙醚、乙醇、甲苯中的 至少任意一种，溶剂用量为环氧树脂与偶联剂总质量的10倍。
7. 根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：与无机粉末填料混合的聚苯硫醚 树脂改性粉末为经过300目筛取得的聚苯硫醚树脂改性粉末。
8. 根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机中1~9区 的温度分别为 270 ~280°C，270 ~280°C，285 ~295°C，285 ~295°C，285 ~295°C，300 ~ 310°C，300~310°C，300~310°C，300~310°C，双螺杆挤出机的机头温度为290~300°C。
9. 根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：所述无机粉末填料为埃洛石、短切 玻璃纤维、碳纳米管或碳纤维中的至少任意一种。
10. 根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：所述偶联剂为Y-氨丙基三乙氧 基硅烷、Y- (2, 3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷中的至少任意一种；所述环氧树脂型号为 E-51、E-44中的至少任意一种。
【专利摘要】一种环氧树脂改性聚苯硫醚（PPS）复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域，将PPS粒料用环氧树脂、偶联剂表面处理后，球磨得到改性PPS粉末。将改性PPS粉末与无机粉末填料用高速混合机混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行反应性挤出造粒，得到PPS复合材料，其组分构成：聚苯硫醚树脂55%～95%，环氧树脂2%～5%，无机粉末填料0.1%～40%，偶联剂0.2%～2%。相比PPS，复合材料的强度及韧性得到大幅度提升。
【IPC分类】C08L63-00, C08K3-34, C08L81-02, C08K7-14, C08K7-06, C08K7-24
【公开号】CN104650586
【申请号】CN201510078277
【发明人】毛正和, 朱爱萍, 刘日杰, 周婷
【申请人】扬州市维纳复合材料科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日