一种高耐热树脂组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高耐热树脂组合物及其制备方法，组合物包括热塑性高耐热树脂和聚醚。制备方法包括：(1)将热塑性高耐热树脂和聚醚按比例混合均匀，得到高耐热树脂/聚醚混合物；(2)将高耐热树脂/聚醚经双螺杆挤出机于290?400℃下挤出切粒，即得。本发明在具有高耐热性的同时，还具有优秀的机械性能、优异的熔体流变性能和良好的加工性能，色泽优异、成本低廉；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
【专利说明】
一种高耐热树脂组合物及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种高耐热树脂组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性高耐热树脂(或塑料)具有优良的综合性能，耐热性好，刚性大，蠕变小，机 械强度高，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结 构材料使用，但价格较贵，产量较小。它是从上世纪后半为满足电子电气、国防、航空、航天 以及汽车工业等领域要求而发展起来的一类综合性能优异的工程材料。目前已实现工业化 生产的热塑性高耐热树脂主要有：聚芳酯（P〇 lyary late，PAR)、热塑性聚酰亚胺 (Thermoplastic Polyimide，TPI )、聚讽（Polysulfone，PSU)、聚芳讽（Polyphenysulfone， PPSU)、聚酿讽（Polyethersulfone，PPSU);聚苯硫酿（Polyphenylene Sulfide，PPS)、聚苯 酿（Polyphenylene Oxide，ΡΡ0)、聚芳酿酮（Polyaryletherketone，PAEK)、聚酿酿酮 (PEEK)、聚酿酮酮（PEKK)以及热致液晶聚合物（Thermotropic Liquid Crystal Polymer TLCP)等等。
[0003] 热塑性高耐热树脂大都具有刚性骨架，有的大分子主链上含有大量的芳环、杂环 等结构。其化学键能高于一般线性C-C键，在高温下使用不易发生降解和裂解，因而高耐热 树脂的物理力学性能和化学性能要远远优于通用塑料，具体表现为：（1)耐高温性能优越： 其软化点、玻璃化转变温度和熔点远高于一般塑料。其热变形温度一般都大于190°C，连续 使用温度也普遍高于150°C，从而具有更广的使用温度范围；分解温度高，并有高的抗氧化 稳定性。（2)力学性能优异：一般高耐热树脂的拉伸强度都大于45MPa，弯曲模量高达 2000MPa。（3)优异的耐溶剂性能：由于其玻璃化转变温度或其熔点很高，高耐热树脂一般具 有非常优越的抗化学品性能，抗水解，对大多数化学介质稳定等等。（4)综合性能优异:耐模 损，难燃，尺寸稳定性好，耐辐射，介电性能优异等等。当然，相对于普通塑料而言，热塑性高 耐热树脂原材料价格高，制备成本高:其价格一般为普通塑料的十倍到几十倍。
[0004] 另一方面，热塑性高耐热树脂的化学结构也导致了其大分子链的构象变化势皇很 高，导致其熔体粘度大、粘流温度很高，因而其加工温度很高，通常高达300~400 °C。其次， 对于大多热塑性高耐热树脂而言，其粘流温度往往非常接近其降解温度，这就导致其加工 温度窗口很窄。再者，热塑性高耐热树脂的熔体粘度大，这就需要加工时使用高的成型压力 (一般在120~160MPa)。总之，热塑性高耐热树脂的加工性能差，从而影响其更广泛的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐热树脂组合物及其制备方法，该组合 物在具有高耐热性的同时，还具有优秀的机械性能、优异的熔体流变性能和良好的加工性 能，色泽优异、成本低廉;制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
[0006] 本发明的一种高耐热树脂组合物，所述组合物包括热塑性高耐热树脂和聚醚;其 中，聚醚的添加量为热塑性高耐热树脂质量的〇. 1-20%。添加少量聚醚即可显著提高热塑 性尚耐热树脂的加工性能。
[0007] 所述热塑性高耐热树脂选自聚苯硫醚PPS、热塑性聚酰亚胺TPI、聚芳醚腈PEN、聚 醚醚酮PEEK、液晶高分子LCP、聚苯醚ΡΡ0、聚醚砜PES中的一种或几种。
[0008] 优选的，所述热塑性高耐热树脂为聚苯硫醚PPS、热塑性聚酰亚胺TPI、聚醚醚酮 PEEK、聚醚砜PES、聚苯醚ΡΡ0中的一种或几种。
[0009] 所述聚醚选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、改性聚醚中的一种或几种的共聚 物。
[0010] 优选的，聚醚为乙二醇/丙二醇的共聚物或丙二醇/ 丁二醇的共聚物。
[0011] 所述改性聚醚为含有羧基或2-氨丙氧基的聚醚。
[0012] 优选的，所述聚醚的含量为热塑性高耐热树脂质量的0.5-18%，为了基本不降低 热塑性树脂的力学性能。
[0013] 所述组合物还包括抗氧剂、增韧剂、无机增强材料中的一种或几种;其中，抗氧剂 的添加量为热塑性高耐热树脂质量的0.1-1 % ;增韧剂的添加量为热塑性高耐热树脂质量 的5-15% ;无机增强材料的添加量为热塑性高耐热树脂质量的10-50%。
[0014] 本发明的一种高耐热树脂组合物的制备方法，包括：
[0015] (1)将热塑性高耐热树脂和聚醚按比例混合均匀，得到高耐热树脂/聚醚混合物；
[0016] (2)将高耐热树脂/聚醚经双螺杆挤出机于290-400 °C下挤出切粒，得到高耐热树 脂组合物。
[0017] 有益效果
[0018] 本发明在具有高耐热性的同时，还具有优秀的机械性能、优异的熔体流变性能和 良好的加工性能，色泽优异、成本低廉;制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0020] 原料：
[0021] 聚苯硫醚(PPS):日本宝理0220A9;
[0022]聚醚醚酮(PEEK):苏威 kt-820p;
[0023]聚苯醚(ΡΡ0):三菱 AV90;
[0024] 聚醚砜(PES):巴斯夫E2010;
[0025] 聚酿a:聚乙二醇，Mn = 2000, Sigma;
[0026] 聚酿b:聚乙二醇二駿酸，Mn = 600，Sigma;
[0027] 聚醚c:三羟甲丙烷三聚丙二醇醚(胺基封端），Sigma;
[0028] 聚醚d:单胺基封端聚乙二醇丙二醇共聚物，亨斯迈M-1000;
[0029]聚醚e:聚四氢呋喃/环氧丙烷共聚物(胺基封端），亨斯迈THF-100;
[0030] 聚醚f:胺基封端聚丙二醇，亨斯迈D-2000;
[0031] 抗氧剂K300:4,4'_硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚）；
[0032] TCI设备与仪器:双螺杆挤出机、熔融指数仪、万能试验机。
[0033] 实施例1
[0034] 将3.51^预先干燥过的？?3、358抗氧剂1(300和63(^聚醚 &混合均匀，得到??3/聚醚 混合物;将前述混合物送入双螺杆挤出机，在310°C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。 经测定在310°C下组合物MI为17.9g/10min，拉伸强度67MPa。
[0035] 实施例2
[0036] 将3.5kg预先干燥过的PPS和315g聚醚b混合均匀，得到PPS/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在310 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在310°C下 组合物MI为18.7g/10min，拉伸强度71MPa。
[0037] 实施例3
[0038] 将3.5kg预先干燥过的PPS、35g抗氧剂K300和17.5g聚醚c混合均匀，得到PPS/聚醚 混合物;将前述混合物送入双螺杆挤出机，在310°C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。 经测定在310°C下组合物MI为16.5g/10min，拉伸强度76MPa。
[0039] 实施例4
[0040] 将3.5kg预先干燥过的PPS和175g聚醚e混合均匀，得到PPS/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在310 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在310°C下 组合物MI为30 · 5g/10min，拉伸强度73MPa。
[0041 ] 实施例5
[0042] 将3.5kg预先干燥过的PEEK和175g聚醚f混合均匀，得到PEEK/聚醚混合物;将前述 混合物送入双螺杆挤出机，在370°C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在370°C 下组合物MI为6.3g/10min，拉伸强度92MPa。
[0043] 实施例6
[0044] 将3.5kg预先干燥过的ΡΡ0和175g聚醚c混合均匀，得到ΡΡ0/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在300 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在300°C下 组合物MI为8.2g/10min，拉伸强度65MPa。
[0045] 实施例7
[0046] 将3.5kg预先干燥过的ΡΡ0和210g聚醚d混合均匀，得到ΡΡ0/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在300 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在300°C下 组合物MI为9.6g/10min，拉伸强度66MPa。
[0047] 实施例8
[0048] 将3.5kg预先干燥过的ΡΡ0和105g聚醚e混合均匀，得到ΡΡ0/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在300 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在300°C下 组合物MI为7.5g/10min，拉伸强度65MPa。
[0049] 实施例9
[0050] 将3.5kg预先干燥过的ΡΡ0和105g聚醚f混合均匀，得到ΡΡ0/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在300 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在300°C下 组合物MI为7.8g/10min，拉伸强度66MPa。
[0051 ] 实施例10
[0052] 将3.5kg预先干燥过的PES和210g聚醚e混合均匀，得到PES/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在350 °C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在350°C下 组合物MI为10 · 2g/10min，拉伸强度70MPa。
[0053] 实施例11
[0054] 将3.5kg预先干燥过的PPS/PP0和105g聚醚e混合均匀，得到PPS/PP0/聚醚混合物； 将前述混合物送入双螺杆挤出机，在310°C下挤出、切粒，得到高耐热树脂组合物。经测定在 310°C下组合物MI为18.8g/10min，拉伸强度69MPa。
[0055] 对比例1
[0056] 将3.5kg预先干燥过的PPS送入双螺杆挤出机，在310 °C下挤出、切粒。经测定在310 。(:下其 MI 为 lO.lg/lOmin，拉伸强度 75MPa。
[0057] 对比例2
[0058] 将3.5kg预先干燥过的TOEK送入双螺杆挤出机，在370°C下挤出、切粒。经测定在 370°C 下其 MI 为 2.3g/10min，拉伸强度 95MPa。
[0059] 对比例3
[0060] 将3.5kg预先干燥过的PP0送入双螺杆挤出机，在300 °C下挤出、切粒。经测定在300 。(:下其 MI 为 2.7g/10min，拉伸强度 68MPa。
[0061 ] 对比例4
[0062] 将3.5kg预先干燥过的PES送入双螺杆挤出机，在350 °C下挤出、切粒。经测定在350 。(:下其 MI 为3.8g/10min，拉伸强度75MPa。
[0063] 对比例5
[0064] 将3.5kg预先干燥过的PPS和875g聚醚a混合均匀，得到PPS/聚醚混合物;将前述混 合物送入双螺杆挤出机，在310°C下挤出、切粒。经测定在310°C下其MI为22.2g/10min，拉伸 强度48MPa。
[0065] 实施例1-11和对比例1-5制得的产品的各性能参数如表1所示。
[0066] 表 1
[0068]由表1可知，实施例1-11在加入0.5-18wt%的聚醚后可以在保持高耐热树脂的机 械强度基本不变的情况下，显著提高MI和加工性能。对比例5在加入25wt%聚醚后，PPS强度 下降幅度很大。
【主权项】
1. 一种高耐热树脂组合物，其特征在于:所述组合物包括热塑性高耐热树脂和聚醚;其 中，聚醚的添加量为热塑性高耐热树脂质量的0.1-20%。2. 根据权利要求1所述的一种高耐热树脂组合物，其特征在于:所述热塑性高耐热树脂 选自聚苯硫醚PPS、热塑性聚酰亚胺TPI、聚芳醚腈PEN、聚醚醚酮PEEK、液晶高分子LCP、聚苯 醚PPO、聚醚砜PES中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的一种高耐热树脂组合物，其特征在于：所述聚醚选自聚乙二 醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、改性聚醚中的一种或几种的共聚物。4. 根据权利要求3所述的一种高耐热树脂组合物，其特征在于:所述改性聚醚为含有羧 基或2-氨丙氧基的聚醚。5. 根据权利要求1所述的一种高耐热树脂组合物，其特征在于:所述聚醚的含量为热塑 性高耐热树脂质量的0.5-18 %。6. 根据权利要求1所述的一种高耐热树脂组合物，其特征在于:所述组合物还包括抗氧 剂、增韧剂、无机增强材料中的一种或几种;其中，抗氧剂的添加量为热塑性高耐热树脂质 量的0.1-1% ;增韧剂的添加量为热塑性高耐热树脂质量的5-15% ;无机增强材料的添加量 为热塑性高耐热树脂质量的10-50%。7. -种如权利要求1所述的高耐热树脂组合物的制备方法，包括： (1) 将热塑性高耐热树脂和聚醚按比例混合均匀，得到高耐热树脂/聚醚混合物； (2) 将高耐热树脂/聚醚经双螺杆挤出机于290-400 °C下挤出切粒，得到高耐热树脂组 合物。
【文档编号】C08L61/16GK106046787SQ201610494322
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】廉絮, 何勇, 郑楚昱
【申请人】东华大学