玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物新材料领域，具体涉及一种采用聚苯乙烯粉末为原料。
【背景技术】
[0002]交联聚苯乙烯是一种性能十分优良的低介电材料，在500Hz的宽频范围内拥有2.3?2.5的介电常数，0.1以内的介电损耗，以及较好的机械加工性和尺寸稳定性。此外，交联聚苯乙烯还具有很好的耐高压击穿性能，较大的体、表电阻率，极高的抗辐射能力等特点。因此其在微波通讯、半导体等领域有着极佳的应用前景。
[0003]通过提升交联聚苯乙烯材料的交联密度、均匀性以及纯度等可以在一定程度上提高材料的一定强度，但是这种提升非常有限，无法满足应用要求。
【发明内容】
[0004]本发明旨在解决现有交联聚苯乙烯板材一定强度不足的问题，提供一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺。
[0005]本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:
[0006]—种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，其特征在于，它包括以下步骤:
[0007]I)聚苯乙烯粉末的溶解:将聚苯乙烯粉末倒入苯乙烯和二乙烯苯的混合液中，搅拌至得到透亮溶液；
[0008]2)玻璃丝的添加:向上述透亮溶液中加入经过硅烷偶联剂处理的长切玻璃丝，搅拌至混合均勾;
[0009]]3)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的成形:将上述混合物倒入模具并密封，采用γ射线进行辐射，使液体凝固至出现一定强度；
[0010]4)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的后期处理:对上述塑料板进行热压处理，得到玻纤增强交联聚苯乙烯板材。
[0011 ] 上述方案中，步骤I)的混合液中苯乙稀为95?98wt%，二乙稀苯为I?5wt% ;聚苯乙烯粉末与混合液的质量比为1:1?9。
[0012]上述方案中，步骤2)中的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0013]上述方案中，步骤2)中的长切玻璃丝的直径为5?15μπι，长度为3?30mm，添加量为透亮溶液质量的I?30 %。
[0014]上述方案中，步骤3)中的γ射线辐射过程是在低温环境下进行的，其中反应温度为-10?20°C ; γ射线的辐射剂量率为I?100Gy/min，总剂量为I?lOOkGy。
[0015]上述方案中，步骤4)中的热压制度为:升温速率I?10°C/min，保温温度100?1200C，热压机压力5?15MPa，保温保压时间I?8h。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0017]1、本发明向聚苯乙烯交联体系中加入玻璃丝，形成交联聚苯乙烯/玻纤复合材料。采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)对玻纤进行表面处理，偶联剂在水解后与玻纤表面的-OH键发生化学反应形成牢固稳定的S1-O-Si键，使玻纤带有C = C键官能团，能够与聚苯乙烯交联体系发生有效的化学键合，提高材料的一定强度；
[0018]2、本发明采用γ射线辐射代替加热处理，完成材料体系的交联聚合。由于辐射对乙烯类长链聚合物的特殊作用，除了由二乙烯苯提供的悬挂双键外，聚苯乙烯链段自身会发生脱氢形成交联点。这就使材料体系的交联密度更大，与玻纤的化学键合更为紧密，更好的增强材料的一定强度；
[0019]3、本发明以聚苯乙烯粉末为原料，能准确控制接受γ射线辐射的聚苯乙烯链段数量，调节辐射交联的比例，保证材料交联体系的均匀性，使产品的质量可控，制备高效。
[0020]4、本发明通过热压处理，消除材料体系中玻纤/高分子界面可能出现的间隙，并使体系中残留的小分子尽可能反应完全，进一步提尚材料的一定强度。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，其包括以下步骤:
[0022]I)将苯乙烯和二乙烯苯按混合均匀，配制两者的混合液，混合液中苯乙烯为95?98wt%，二乙稀苯为I?5wt% ；
[0023]2)将聚苯乙烯粉末与上述混合液按质量比1:1?9混合，高速搅拌至溶液透亮；
[0024]3)将直径为5?15μπι，长度为3?30mm的长切玻璃丝倒入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)溶液中，浸泡Ih后取出，用去离子水冲洗至中性，烘干；
[0025]4)将经过硅烷偶联剂处理的长切玻璃丝加入步骤2)得到的澄清溶液中，高速搅拌至混合均匀，其中玻纤的加入量为澄清溶液质量的I?30 % ;
[0026]5)将上述混合物倒入可隔绝水、氧的特殊模具中，密封；
[0027]6)在-10?20°C温度下对装有样品的模具进行I?10kGy的γ射线辐射，辐射剂量率为I ?100Gy/min;
[0028]7)打开模具取出完全固化的玻纤增强交联聚苯乙烯板材，机加工至性状规则、表面平整；
[0029]8)将加工好的玻纤增强交联聚苯乙烯板材套入对应模具中，放入热压台，10°C/min的升温速率升至一定温度后开始保温加压，其中保温温度为100?120°C，热压机压力为5?15MPa，保持热压机的温度和压力I?8h，然后将温度缓慢降至室温，打开热压机，取出高强度聚苯乙烯板材的最终产物。
【主权项】
1.玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，其特征在于，它包括以下步骤: 1)聚苯乙烯粉末的溶解:将聚苯乙烯粉末倒入苯乙烯和二乙烯苯的混合液中，搅拌至得到透亮溶液； 2)玻璃丝的添加:向上述透亮溶液中加入经过硅烷偶联剂处理的长切玻璃丝，搅拌至混合均匀； 3)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的成形:将上述混合物倒入模具并密封，采用γ射线进行辐射，使液体凝固至出现一定强度； 4)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的后期处理:对上述塑料板进行热压处理，得到玻纤增强交联聚苯乙烯板材； 步骤I)的混合液中苯乙稀为95?98wt%，二乙稀苯为I?5wt% ；聚苯乙稀粉末与混合液的质量比为1:1?9; 步骤2)中的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
【专利摘要】一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，它包括以下步骤：1)聚苯乙烯粉末的溶解：将聚苯乙烯粉末倒入苯乙烯和二乙烯苯的混合液中，搅拌至得到透亮溶液；2)玻璃丝的添加：向上述透亮溶液中加入经过硅烷偶联剂处理的长切玻璃丝，搅拌至混合均匀；3)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的成形：将上述混合物倒入模具并密封，采用γ射线进行辐射，使液体凝固至出现一定强度；4)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的后期处理：对上述塑料板进行热压处理，得到玻纤增强交联聚苯乙烯板材。本发明通过热压处理，消除材料体系中玻纤/高分子界面可能出现的间隙，并使体系中残留的小分子尽可能反应完全，进一步提高材料的一定强度。
【IPC分类】C08F2/46, B29C43/58, C08K9/06, C08F257/02, C08F2/44, C08K7/14, C08F212/36, C08F212/08
【公开号】CN105566575
【申请号】CN201510946919
【发明人】王举, 贾自琴, 王梦丽
【申请人】安徽瑞研新材料技术研究院有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日