CN111286132A - 超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法，该复合材料主要包括间规聚苯乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、有机过氧化物和单体；其中，超高分子量聚乙烯树脂的分子量为250万～350万。本发明的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，本发明的复合材料比传统的增强材料有着较高的韧性，比增韧材料具有较高的韧性，可广泛应用于电子电器，航空等领域的连接部件等。

Description

超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于高分子材料合成领域，特别涉及一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，其具有超强的耐磨性、自润滑性，且强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强、耐冲击效果好，受到广泛的应用。但是，超高高分子量聚乙烯由于其分子量极高导致其熔融状态的粘度极高、流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。
间规聚苯乙烯树脂(SPS)的结构为苯乙烯的间隔相同(间规)排列，属结晶型聚合物，除了具有传统聚苯乙烯的基本特性，间规聚苯乙烯树脂还具有耐热性和耐化学等特性，且原料价廉易得。虽然间规聚苯乙烯树脂树脂有着普通聚苯乙烯(无规聚苯乙烯)没有的特性，但是其分子链依然是全部由苯乙烯单体组成的刚性链段，所以表现出很明显的脆性，使用环境也较受限制。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料及其制备方法，以解决上述现有技术问题中的至少一个。
根据本发明的一个方面，提供了一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，主要包括间规聚苯乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、有机过氧化物和单体；其中，超高分子量聚乙烯树脂的分子量为250万～350万。
本发明的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，本发明的复合材料比传统的增强材料有着较高的韧性，比增韧材料具有较高的韧性，可广泛应用于电子电器，航空等领域的连接部件等。
在一些实施方式中，本发明的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料以质量份数计，间规聚苯乙烯树脂56.4～72.6、超高分子量聚乙烯树脂20～30、相容剂5～8、抗氧剂1～2、润滑剂1～3、有机过氧化物0.3～0.45、单体0.1～0.15。
在一些实施方式中，本发明的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料的间规聚苯乙烯树脂分子量为8万～12万。这个分子量范围的间规聚苯乙烯加工方便，超高分子量聚乙烯对其增强增韧效果明显，间规聚苯乙烯的分子量调低应用范围受限，分子量太高则加工难度增加。
本发明的另一个目的提供了一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将超高分子量聚乙烯树脂、过有机氧化物、单体和润滑剂，以及间规聚苯乙烯树脂、相容剂和抗氧剂混合得到混合物；
将混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，在240℃～280℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。
本发明的另一个目的还提供了另一种超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将超高分子量聚乙烯树脂、过有机氧化物、单体和润滑剂混合得到第一混合物；
将间规聚苯乙烯树脂、相容剂和抗氧剂混合得到第二混合物；
将第一混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将第二混合物由双螺杆挤出机的侧喂料口加入，在240℃～280℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。采用双喂料口加入组分，主喂料口先对超高分子量聚乙烯与单体进行接枝反应，侧喂料口加入间规聚苯乙烯相容剂等成分完成共混改性。
在一些实施方式中，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为52∶1或56∶1。双螺杆挤出机的螺杆长径比太小则超高分子量聚乙烯接枝与单体效果不明显，与间规聚苯乙烯相容性差，双螺杆挤出机的螺杆长径比过大则材料受剪切作用分子量降低严重，性能损失大，加工能耗提高，成本增加。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的限制。
实施例1：
将超高分子量聚乙烯树脂20kg、过氧化二异丙苯(DCP)0.3kg、马来酸酐0.1kg、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.5kg和硬脂酸钙0.5kg混合后得到第一混合物。
将间规聚苯乙烯树脂72.6kg、相容剂马来酸酐接枝间规聚苯乙烯5kg、抗氧剂AO-80 0.5kg和抗氧剂626 0.5kg混合后得到第二混合物。
将第一混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将第二混合物由双螺杆挤出机的侧喂料口加入，在260℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。
在本实施例中，超高分子量聚乙烯树脂的分子量为300万。在其它实施例中，超高分子量聚乙烯树脂的分子量可以为250万～350万
在本实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为52∶1。在其它实施例中，双螺杆挤出机的螺杆长径比也可以为56∶1。
在本实施例中，有机过氧化物采用过氧化二异丙苯(DCP)。在其它实施例中，有机过氧化物也可以采用过氧化苯甲酰(BPO)等。
在本实施例中，单体采用马来酸酐(MAH)。在其它实施例中，单体也可以采用丙烯酸酯类(如丙烯酸缩水甘油酯GMA)等。
在本实施例中，润滑剂采用季戊四醇硬脂酸酯(PETS)和硬脂酸钙(CaSt)的组合。在其它实施例中，润滑剂也可以采用有机硅类化合物(硅酮)、分子量5000-20000的聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯丙烯酸共聚物和硬脂酸盐化合物中的一种或两种以上的组合。
在本实施例中，相容剂采用马来酸酐接枝间规聚苯乙烯。在其它实施例中，相容剂也可以采用乙烯丙烯酸(酯)共聚物及其马来酸酐接枝物，或丙烯酸缩水甘油酯接枝物等。
在本实施例中，抗氧剂采用抗氧剂AO-80和抗氧剂626的组合。在其它实施例中，抗氧剂也可以采用N，N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基-6-叔丁基苯基丙烯酸酯(抗氧剂3052)、3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮(抗氧剂1790)、双(2，4一二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂S-9228)、双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和双(2，4一二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或两种以上的组合；优选双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和双(2，4一二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯的一种或两种以上的组合。
经检测，由实施例1做出产品的拉伸强度为38.1Mpa，缺口冲击强度为17.5KJ/m2，相容性好。
相容性判断方法：将材料制成100mm×100mm×3mm的试片，将其反复对折十次后，看被折位置是否存在表面剥离。如果被折位置存在表面剥离的情况则为相容性差，如果被折位置不存在表面剥离的情况则为相容性好。
表1中的实施例1～10采用与实施例1相同的方法制备超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，表中列出聚乙烯和间规聚苯乙烯的投料量，以及过氧化物、单体、润滑剂和相容剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。其中，实施例1～5采用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为52∶1，实施例6～10采用的双螺杆挤出机的螺杆长径比为56∶1。
实施例11：
将超高分子量聚乙烯树脂20kg、过氧化二异丙苯(DCP)0.3kg、马来酸酐0.1kg、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.5kg和硬脂酸钙0.5kg，以及间规聚苯乙烯树脂72.6kg、相容剂马来酸酐接枝间规聚苯乙烯5kg、抗氧剂AO-800.5kg和抗氧剂6260.5kg混合后得到混合物。
将混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，在260℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。
表2中的实施例11～20采用与实施例11相同的方法制备超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，表中列出聚乙烯和间规聚苯乙烯的投料量，以及过氧化物、单体、润滑剂和相容剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。表2中的实施例中的全部组分都由双螺杆挤出机的主喂料口加入，具体见实施例11的描述。表1中的实施例中的组分由双螺杆挤出机的主喂料口和侧喂料口分别加入，具体见实施例1的描述。
由表1与表2中的实施例对比可以看出分别采用双喂料口加入组分制得的超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料比采用单喂料口加入组分制得的复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度要好。
表3中的实施例21～30采用与实施例1相同的方法制备超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，表中列出聚乙烯和间规聚苯乙烯的投料量，以及过氧化物、单体和润滑剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。表3中的实施例与表1中的实施例里的区别在于无相容剂，其所制备的产品的拉伸强度与冲击强度明显低于表1，相容性差，说明相容剂对二者互容起到明显作用。
表4中的实施例31～40采用与实施例1相同的方法制备超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，表中列出聚乙烯和间规聚苯乙烯的投料量，以及润滑剂和相容剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。表4中的实施例与表1中的实施例里的区别在于组分中没有添加过氧化物和单体，其所制备的产品的拉伸强度与冲击强度明显低于表1中的产品的拉伸强度与冲击强度，相容性差，说明过氧化物及单体对二者相容效果起到明显作用。
表5中的实施例41～50为不添加超高分子量聚乙烯的间规聚苯乙烯复合材料，表中列出间规聚苯乙烯的投料量，以及润滑剂和相容剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。其所制备的产品的拉伸强度与冲击强度明显低于表1中的产品的拉伸强度与冲击强度，且对折后部分实例出现断裂，开裂现象，说明间规聚苯乙烯的增强增韧作用来源为超高分子量聚乙烯。
表6中的实施例51～60采用与实施例1相同的方法制备超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，表中列出聚乙烯和间规聚苯乙烯的投料量，以及过氧化物、单体、润滑剂和相容剂的种类和投料量，还包括所制备的复合材料的测试结果。表6中的实施例与表1中的实施例的区别在于实施例51～55的螺杆挤出机的长径比为40∶1，实施例56～60的螺杆挤出机的长径比为64∶1。
表6中的实施例所制得的产品的拉伸强度与冲击强度明显低于表1，实施例51-55相容性差，实施例56～60的产品对折后出现明显开裂。由上述情况说明，在本发明中螺杆挤出机的螺杆长径比采用52∶1或56∶1时，所制备的复合材料的拉伸强度与冲击强度等机械性能优于其它采用大于或小于上述螺杆长径比的情况。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Figure BDA0002449521310000061
Figure BDA0002449521310000071
Figure BDA0002449521310000081
Figure BDA0002449521310000091
Figure BDA0002449521310000101
Figure BDA0002449521310000111

Claims (7)

1.超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料，其中，主要包括间规聚苯乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂、有机过氧化物和单体；
其中，所述超高分子量聚乙烯树脂的分子量为250万～350万。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，以质量份数计，所述间规聚苯乙烯树脂56.4～72.6、超高分子量聚乙烯树脂20～30、相容剂5～8、抗氧剂1～2、润滑剂1～3、有机过氧化物0.3～0.45、单体0.1～0.15。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述间规聚苯乙烯树脂分子量为8万～12万。
4.超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将超高分子量聚乙烯树脂、过有机氧化物、单体和润滑剂，以及间规聚苯乙烯树脂、相容剂和抗氧剂混合得到混合物；
将混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，在240℃～280℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。
5.超高分子量聚乙烯增韧增强间规聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将超高分子量聚乙烯树脂、过有机氧化物、单体和润滑剂混合得到第一混合物；
将间规聚苯乙烯树脂、相容剂和抗氧剂混合得到第二混合物；
将第一混合物由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将第二混合物由双螺杆挤出机的侧喂料口加入，在240℃～280℃温度下加工制得超高分子量聚乙烯增强增韧间规聚苯乙烯复合材料。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为52:1。
7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为56:1。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1127272A (zh) * 1995-10-05 1996-07-24 中国石化茂名石油化工公司 一种聚丙烯增韧改性材料及其制备方法
US5654365A (en) * 1995-07-24 1997-08-05 Rohm And Haas Company Styrenic polymer composition
JP2004059742A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Asahi Kasei Chemicals Corp グラフト共重合体およびその樹脂組成物
CN101314660A (zh) * 2008-07-15 2008-12-03 四川大学 利用废旧聚苯乙烯塑料制备高抗冲改性材料的方法
CN102070831A (zh) * 2010-12-21 2011-05-25 东华大学 增韧聚丙烯复合材料及其制备方法
CN104086895A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种超耐低温聚丙烯复合材料及其制备方法
CN104262541A (zh) * 2013-04-03 2015-01-07 上海海事大学 一种增韧剂以及其制备方法
CN110256622A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种增强增韧间规聚苯乙烯及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5654365A (en) * 1995-07-24 1997-08-05 Rohm And Haas Company Styrenic polymer composition
CN1127272A (zh) * 1995-10-05 1996-07-24 中国石化茂名石油化工公司 一种聚丙烯增韧改性材料及其制备方法
JP2004059742A (ja) * 2002-07-29 2004-02-26 Asahi Kasei Chemicals Corp グラフト共重合体およびその樹脂組成物
CN101314660A (zh) * 2008-07-15 2008-12-03 四川大学 利用废旧聚苯乙烯塑料制备高抗冲改性材料的方法
CN102070831A (zh) * 2010-12-21 2011-05-25 东华大学 增韧聚丙烯复合材料及其制备方法
CN104262541A (zh) * 2013-04-03 2015-01-07 上海海事大学 一种增韧剂以及其制备方法
CN104086895A (zh) * 2014-07-03 2014-10-08 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种超耐低温聚丙烯复合材料及其制备方法
CN110256622A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 中国科学院长春应用化学研究所 一种增强增韧间规聚苯乙烯及其制备方法

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