CN108690353A - 一种聚苯硫醚材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚苯硫醚材料及其制备方法，由下述组份按重量份制备而成：聚苯硫醚42‑82份，聚甲基丙烯酸甲酯1‑5份，玻璃纤维25‑30份，增韧剂3‑8份，协效着色增强剂3‑8份，着色母粒0.5‑5份，抗氧剂0.1‑0.5份，润滑剂0.1‑1.0份。本发明经过大量的实验，引入熔融指数适宜的聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯，解决了在加工过程中遇到的熔体易破裂、熔体混合不均匀，填料助剂分散不均匀的问题。本发明采用着色母粒、协效着色增强剂协同使用，材料保持力学性能稳定性的同时，使材料整体具有非常好的着色能力、良好的色粉分散性。发明的优点是产品颜色鲜艳，分布均匀，性能保持良好，具有良好的颜色均匀性。

Description

一种聚苯硫醚材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚苯硫醚材料及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。
为了提升材料性能和档次，满足最终部件和客户的需求，一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和改性，以玻璃纤维增强效果明显，可提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。
随着应用的不断开发，人们对聚苯硫醚提出了更高、更具体的要求，比如，人们对于产品的色彩有着更多的追求，这就要求加工材料具有易染色的优点。由于色粉在增强体系中非常容易出现颜色分散不均的问题，而且由于色粉的添加容易造成玻纤和聚苯硫醚树脂之间的界面分离，使得材料的性能下降明显。因此，开发一种鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料对聚苯硫醚的改性技术和颜料均匀分散的方法对改性聚苯硫醚的综合性能提升、技术改进和实际应用具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚苯硫醚材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种聚苯硫醚材料，由下述组份按重量份制备而成：
所述的着色母粒由下述组份按重量份组成：
聚苯硫醚 99份，
钛白粉 0-25份，
酞青兰 0-2份，
酞青绿 0-2份，
钛黄粉 0-5份，
炭黑 0.01-1份，
铁红 0-2份。
进一步方案，所述聚苯硫醚的熔融指数为8-12g/8min；
所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为15-20g/8min；
所述的玻璃纤维为直径为8μm的无碱无捻粗砂；所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯共聚物。
所述的协效着色增强剂为无机晶须。
所述的无机晶须为硼酸铝晶须、钛酸钾晶须以8：1(质量比)的比例混合而成的混合物。
所述的炭黑为活化表面无尘炭黑。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物；所述的润滑剂为硅酮粉。
本发明的另一个发明目的是提供一种聚苯硫醚材料的制备方法，其包括以下步骤：
称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚42-82份，聚甲基丙烯酸甲酯1-5份，玻璃纤维25-30份，增韧剂3-8份，协效着色增强剂3-8份，着色母粒0.5-5份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.1-1.0份；然后将称好的聚苯硫醚、增韧剂、协效着色增强剂、着色母粒、抗氧剂和润滑剂通过高速混合机中以600r/min混合2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出造粒，制得聚苯硫醚材料；所述双螺杆挤出机一区温度为260-270℃，二区温度为270-280℃，三区温度为280-290℃，四区温度为290℃，五区温度为290-300℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为250-500rpm。
进一步方案，所述着色母粒的制备方法包括以下步骤：
将聚苯硫醚99份，钛白粉0-25份，酞青兰0-2份，酞青绿0-2份，钛黄粉0-5份，炭黑0.01-1份，铁红0-2份，加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒；其中双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260-270℃，二区温度为270-280℃，三区温度为280-290℃，四区温度为290℃，五区温度为290-300℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为250-500rpm。
本发明的有益效果：
本发明经过大量的实验，引入熔融指数适宜的聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯，解决了在加工过程中遇到的熔体易破裂、熔体混合不均匀，填料助剂分散不均匀的问题。
本发明采用着色母粒、协效着色增强剂协同使用，材料保持力学性能稳定性的同时，使材料整体具有非常好的着色能力、良好的色粉分散性。发明的优点是产品颜色鲜艳，分布均匀，性能保持良好，具有良好的颜色均匀性。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
聚苯硫醚的熔融指数为10-12g/8min；
聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为15-20g/8min；
玻璃纤维为直径为8μm的无碱无捻粗砂；
协效着色增强剂为氧化锌晶须、硅灰石晶须以8：1(质量比)的比例混合物。
测试标准：
物理性能 测试方法
拉伸强度 ASTM D638
Izod缺口冲击强度(悬臂梁冲击试验) ASTM D256
弯曲强度 ASTM D790
弯曲模量 ASTM D790
色粉分散(着色力)级 UL94目测
实施例1
(1)着色母粒的制备：将聚苯硫醚99份，炭黑1份，加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒；其中双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
(2)按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚58份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，玻璃纤维25份，增韧剂5份，协效着色增强剂5份，着色母粒1份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份；通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；然后将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，再将玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
实施例2
(1)着色母粒的制备：将聚苯硫醚99份，钛白粉25份，酞青兰2份，酞青绿2份，钛黄粉5份，炭黑0.01份，铁红2份，加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
(2)聚苯硫醚材料的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚62份，聚甲基丙烯酸甲酯1份，玻璃纤维25份，增韧剂5份，协效着色增强剂5份，着色母粒3份，抗氧剂0.1份，润滑剂0.5份，通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。。
实施例3
(1)着色母粒的制备：将聚苯硫醚99份，钛白粉8份，酞青绿0.5份，铁红1.0份，炭黑0.01份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
(2)聚苯硫醚材料的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚42份，聚甲基丙烯酸甲酯2份，玻璃纤维30份，增韧剂3份，协效着色增强剂8份，着色母粒5份，抗氧剂0.5份，润滑剂1.0份，通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
实施例4
(1)着色母粒的制备：将聚苯硫醚99份，钛白粉8份，钛黄粉2.5份，铁红0.5份，炭黑0.01份加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
(2)聚苯硫醚材料的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚82份，聚甲基丙烯酸甲酯3份，玻璃纤维30份，增韧剂8份，协效着色增强剂3份，着色母粒0.5份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.1份，通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
对比例1
同实施例1的区别在于色粉助剂未做成着色母粒。
按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚58.99份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，玻璃纤维25份，炭黑0.01份，增韧剂5份，协效着色增强剂5份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份；通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
对比例2
同实施例1的区别在于未加协效着色增强剂：
(1)着色母粒的制备：将聚苯硫醚99份，炭黑1份，加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
(2)聚苯硫醚材料的制备：按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚58份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，玻璃纤维25份，增韧剂5份，着色母粒1份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
对比例3
同实施例1的区别在于色粉助剂未做成着色母粒并且未加协效着色增强剂：
按质量份称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚58.99份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，玻璃纤维25份，增韧剂5份，炭黑0.01份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份；将称好的聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、增韧剂、色粉助剂、抗氧剂、润滑剂通过高速混合机混合均匀，搅拌转速为600r/min，混合时间2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入，经熔融挤出造粒，制得鲜艳玻纤增强聚苯硫醚材料。双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260℃，二区温度为270℃，三区温度为280℃，四区温度为290℃，五区温度为290℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为300rpm。
将上述实施例1-4和对比例1-3制备的玻纤增强聚苯硫醚材料分别按照GB测试标准注塑成相应样条，然后在23±2℃、50±5％相对湿度的环境下放置24小时后进行测试，性能测试如下：
表1性能数据
从上表1实施例1-4和对比例1-3的性能对比可看出，本发明通过将色粉助剂改进为着色母粒形式，同时协效着色增强剂的加入，在有效保持玻纤增强聚苯硫醚产品的力学性能的同时，有利于着色母粒的着色，使产品颜色鲜艳、分布均匀。

Claims (10)

1.一种聚苯硫醚材料，其特征在于，由下述组份按重量份制备而成：
聚苯硫醚 42-82份，
聚甲基丙烯酸甲酯 1-5份，
玻璃纤维 25-30份，
增韧剂 3-8份，
协效着色增强剂 3-8份，
着色母粒 0.5-5份，
抗氧剂 0.1-0.5份，
润滑剂 0.1-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于，所述着色母粒由下述组份按重量份组成：
聚苯硫醚 99份，
钛白粉 0-25份，
酞青兰 0-2份，
酞青绿 0-2份，
钛黄粉 0-5份，
炭黑 0.01-1份，
铁红 0-2份。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述聚苯硫醚的熔融指数为8-12g/8min。
4.根据权利要求2所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯的熔融指数为15-20g/8min。
5.根据权利要求1所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述玻璃纤维为直径为8 μm的无碱无捻粗砂；所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯共聚物；所述协效着色增强剂为无机晶须。
6.根据权利要求5所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述无机晶须为硼酸铝晶须、钛酸钾晶须以8：1（质量比）的比例混合而成的混合物。
7.根据权利要求2所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述炭黑为活化表面无尘炭黑。
8.根据权利要求1所述的一种聚苯硫醚材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物；所述的润滑剂为硅酮粉。
9.制备权利要求1~8任一项所述的聚苯硫醚材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取干燥好的以下组分：聚苯硫醚42-82份，聚甲基丙烯酸甲酯1-5份，玻璃纤维25-30份，增韧剂3-8份，协效着色增强剂3-8份，着色母粒0.5-5份，抗氧剂0.1-0.5份，润滑剂0.1-1.0份；然后将称好的聚苯硫醚、增韧剂、协效着色增强剂、着色母粒、抗氧剂和润滑剂通过高速混合机中以600r/min混合2～8min；将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出造粒，制得聚苯硫醚材料；所述双螺杆挤出机一区温度为260-270℃，二区温度为270-280℃，三区温度为280-290℃，四区温度为290℃，五区温度为290-300℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为250-500rpm。
10.根据权利要求9所述的一种聚苯硫醚材料的制备方法，其特征在于，所述着色母粒的制备方法包括以下步骤：
将聚苯硫醚99份，钛白粉0-25份，酞青兰0-2份，酞青绿0-2份，钛黄粉0-5份，炭黑0.01-1份，铁红0-2份，加入高速混合机混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到着色母粒；其中双螺杆挤出机的加工条件为：一区温度为260-270℃，二区温度为270-280℃，三区温度为280-290℃，四区温度为290℃，五区温度为290-300℃，六区温度为290℃；双螺杆主机转速为250-500rpm。
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