一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于间规聚苯乙烯复合材料领域，具体涉及一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料。
【背景技术】
[0002]苯乙烯聚合物可分为无规聚苯乙烯、等规聚苯乙烯、间规聚苯乙烯(简称sPS)，其中无规聚苯乙烯是通用塑料，但其耐热性、耐化学性能差，很那在工程塑料领域内得到应用。间规聚苯乙烯是一种新型聚苯乙烯，和无规聚苯乙烯不同，间规聚苯乙烯具有熔点高、耐热耐化学性能优良，结晶度高，结晶温度可以控制在一个较宽的范围，适合常规的塑料加工成型方法。
[0003]间规聚苯乙烯是一种新型的工程材料，具有良好的发展前景，市场前景广阔。间规聚苯乙烯的缺点是脆性大，在一定程度上限制了间规聚苯乙烯的使用。因此为了适应结构材料的应用，必须对其进行改性。改性后的间规聚苯乙烯具有密度低、韧性好、电性能好，可使用在PET、PBT、PA、PPS等工程塑料应用的场合。
[0004]为改变间聚苯乙烯材料及其易脆的缺点，一般通过添加玻璃纤维增强进行改性以达到工程塑料级别的应用(如EP508303、EP591823、US5200454、JP10017740)。但由于间聚苯乙烯是一种非极性高聚物，所以极性玻璃纤维和间规聚苯乙烯的界面粘结差，需要对玻璃纤维表面先用耦合剂处理。。但是一般这样的改性材料添加有大量玻璃纤维，耐磨性不好，特别是对磨材的磨损极大。
[0005]所以开发一种即耐脆碎又耐磨的间规聚苯乙烯复合材料具有重大的现实意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料，本发明通过在添加玻纤和增韧剂等的基础上，再添加钛酸钾晶须等以达到改善其耐磨性的目的。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的，一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料，该复合材料由以下重量组分构成:
[0008]3?5重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物，其中酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1，经机械粉碎后混匀即得；
[0009]40?75重量份的β晶间规聚苯乙烯，所述间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0% ；
[0010]18?23重量份的磺化间规聚苯乙烯，其磺化度以摩尔百分比计为3?5%
[0011]10?30重量份的中碱玻璃纤维，R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μ m
[0012]5?10重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
[0013]10?20重量份的钛酸钾晶须，所述钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为
0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g ；
[0014]作为优选，复合材料由以下重量组份构成:
[0015]4重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物，其中酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1，经机械粉碎后混匀即得；
[0016]56重量份的β晶间规聚苯乙烯，所述间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0% ；
[0017]20重量份的磺化间规聚苯乙烯，其磺化度以摩尔百分比计为3?5%
[0018]18重量份的中碱玻璃纤维，R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μ m
[0019]7重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
[0020]16重量份的钛酸钾晶须，所述钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为
0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g。
[0021]根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料的制备方法:
[0022]将上述除中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须以外的其他原料按比例称量好后进行粉碎直至粒径在200?300目，然后混合均匀后送入双螺杆挤出机中控制螺杆的转数在300-400r/min，再将中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须侧向喂料送入到挤出机中，在挤出机中挤出得到耐磨间规聚苯乙烯复合材料。
[0023]钛酸钾晶须由于细小，在表面处理和加工成型过程中极易折断，而晶须只有保持一定的长径比才能使其增强复合材料体现理想的性能，因此如何使晶须少受或者免受损伤是非常重要的问题。所以本发明在生产工艺中先加入除中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须以外的其他原料进行熔融，然后再将中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须侧向喂料送入到挤出机中，则能明显减少晶须的损伤，最大发挥钛酸钾晶须作用，提高间规聚苯乙烯复合材料的耐磨性。
[0024]实验测试表明本发明制备的间规聚苯乙烯复合材料，在300°C下磨耗率仅为
1.8x10 7Cm3 (kg.m) \ 常规同类产品为 3.2x10 7cm3 (kg.m) 1O
[0025]本发明在采用玻璃纤维增强克服脆碎基础上提高了耐磨性，可广泛用于汽车、电器和厨房用品等领域。
[0026]与现有技术相比本发明具有如下优点:
[0027]1.本发明所用材料易得，制备工艺简单，适合工业化大生产；
[0028]2.本发明制备的间规聚苯乙烯复合材料在采用玻璃纤维增强克服脆碎基础上提高了间规聚苯乙烯复合材料耐磨性。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
[0030]实施例1
[0031]称量4重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物(酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1)、56重量份的0晶间规聚苯乙烯(间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0%)、20重量份的磺化间规聚苯乙烯(磺化度以摩尔百分比计为3?5% )、7重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物进行粉碎直至粒径在200?300目，然后混合均匀后送入双螺杆挤出机中控制螺杆的转数在300r/min，再将18重量份的中碱玻璃纤维(R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μπι)和16重量份的钛酸钾晶须(钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g)侧向喂料送入到挤出机中，在挤出机中挤出得到耐磨间规聚苯乙烯复合材料，300°C下测量其磨耗率为1.80χ 10? (kg.m)^o
[0032]实施例2
[0033]称量3重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物(酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1)、40重量份的0晶间规聚苯乙烯(间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0%) ,18重量份的磺化间规聚苯乙烯(磺化度以摩尔百分比计为3?5% )、5重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物进行粉碎直至粒径在200?300目，然后混合均匀后送入双螺杆挤出机中控制螺杆的转数在300r/min，再将10重量份的中碱玻璃纤维(R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μπι)和20重量份的钛酸钾晶须(钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g)侧向喂料送入到挤出机中，在挤出机中挤出得到耐磨间规聚苯乙烯复合材料，300°C下测量其磨耗率为1.70xl0_7cm3(kg.m)'
[0034]实施例3
[0035]称量5重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物(酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1)、75重量份的0晶间规聚苯乙烯(间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0% )、23重量份的磺化间规聚苯乙烯(磺化度以摩尔百分比计为3?5% )、10重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物进行粉碎直至粒径在200?300目，然后混合均匀后送入双螺杆挤出机中控制螺杆的转数在300r/min，再将30重量份的中碱玻璃纤维(R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μπι)和20重量份的钛酸钾晶须(钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g)侧向喂料送入到挤出机中，在挤出机中挤出得到耐磨间规聚苯乙烯复合材料，300°C下测量其磨耗率为1.8x KTcn^kg.mr1。
[0036]本发明在采用玻璃纤维增强克服脆碎基础上提高了复合材料的耐磨性，可广泛用于汽车、电器和厨房用品等领域。
[0037]尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。
【主权项】
1.一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料，该复合材料由以下重量组分构成: 3?5重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物，其中酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1，经机械粉碎后混匀即得； 40?75重量份的β晶间规聚苯乙烯，所述间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0% ； 18?23重量份的磺化间规聚苯乙烯，其磺化度以摩尔百分比计为3?5% 10?30重量份的中碱玻璃纤维，R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μ m 5?10重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 10?20重量份的钛酸钾晶须，所述钛酸钾晶须化学通式为K20.6Ti02，纤维直径为0.5?0.8 μ m，长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g。
2.根据权利要求1所述的耐磨间规聚苯乙烯复合材料，其特征在于:复合材料由以下重量组份构成: 4重量份的酚醛树脂与二硫化钼的混合物，其中酚醛树脂与二硫化钼重量比为46: 1，经机械粉碎后混匀即得； 56重量份的β晶间规聚苯乙烯，所述间规聚苯乙烯分子量为20?50万，间规矩大于99.0% ； 20重量份的磺化间规聚苯乙烯，其磺化度以摩尔百分比计为3?5% 18重量份的中碱玻璃纤维，R20含量为13?15%，单丝直径为12?16 μ m 7重量份的增韧剂丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 16重量份的钛酸钾晶须，所述钛酸钾晶须化学通式为K2O 6Ti02，纤维直径为0.5?0.8 μ m,长度为35?48 μ m，pH为7.5?8.5，比表面积为12?14m2/g。
3.一种权利要求1所述耐磨间规聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于:将权利要求I中除中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须以外的其他原料按比例称量好后进行粉碎直至粒径在200?300目，然后混合均匀后送入双螺杆挤出机中控制螺杆的转数在300?400r/min，再将中碱玻璃纤维和钛酸钾晶须侧向喂料送入到挤出机中，在挤出机中挤出得到耐磨间规聚苯乙烯复合材料。
【专利摘要】本发明提供了一种耐磨间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法，该耐磨间规聚苯乙烯复合材料由酚醛树脂、二硫化钼、β晶间规聚苯乙烯、磺化间规聚苯乙烯、中碱玻璃纤维、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、钛酸钾晶须组成。本发明制备的间规聚苯乙烯复合材料在采用玻璃纤维增强克服脆碎基础上提高了间规聚苯乙烯复合材料耐磨性。
【IPC分类】C08L55-02, C08K3-30, C08K7-08, C08L61-06, C08L25-06, C08K7-14
【公开号】CN104761841
【申请号】CN201510173659
【发明人】郭继光, 耿昊, 於玉华
【申请人】张家港大塚化学有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月14日