CN116790122A - 一种疏水性高cti聚苯硫醚组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法。疏水性高CTI聚苯硫醚组合物包括如下重量份的成分：聚苯硫醚30‑80份、玻璃纤维10‑60份、偶联剂0.2‑2份、氟硅油0.2‑2份、抗冲击性改剂0.5‑2份和抗氧剂0.1‑2份；所述氟硅油为在25℃下。本发明提供的疏水性高CTI聚苯硫醚组合物通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，加入抗冲击性改剂，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。
Description
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，1968年由美国PhillipsPetroleumCo首创并投产的一种新型特种工程塑料。由于其分子结构特殊性使得其具有许多独特的性能，主要表现在：优良的热稳定性、化学稳定性、尺寸稳定性、耐腐蚀性、良好的粘接性能、优良的阻燃性、良好的电性能、可共混改性。目前在汽车制造、电子电气、化工、仪器仪表和航天工业等方面具有广泛的应用。由于PPS主链上大量的苯环的存在，增加了材料的刚性，使得未改性的聚苯硫醚材料脆性比较大，机械性能比较差，同时耐热温度相对比较低，因而材料的应用受到了极大的限制。采用玻璃纤维或无机矿物填充料来改性聚苯硫醚可以提高其机械性能和耐热性，热变形温度可以达到260℃。但是对于提高材料的冲击韧性方面提高不大，同时材料本身的漏电起痕指数比较低，一般小于150V,为了扩大其应用范围，需要改善其冲击性能和漏电起痕指数。
经检索，如公开号为CN102924921A的中国专利提出以短切玻璃纤维与超细填充矿物的混配复合技术提高聚苯硫醚CTI，CTI可达到225V以上，但是大量的填充会造成材料的韧性大幅下降。针对材料韧性下降的问题，目前主要是通过加入增韧剂来韧性的同时提高CTI。如公开号为CN104194337的中国专利，提出通过采用高流动PPS树脂、用聚乙烯和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物或聚烯烃弹性接枝缩水甘油酯的共混物提高韧性，制备的PPS材料具有较好的韧性和CTI性能。公开号为CN109679345的中国专利，提出通过低分子量聚合物增塑剂和改性剂的复配可以提高聚苯硫醚复合材料的流动性和材料耐漏电起痕性能。同时利用少量导电填充剂和聚酰胺树脂配合达到了传统高填充量聚苯硫醚复合材料相同的耐漏电起痕性能，但是增韧剂的加入会造成材料尺寸稳定性和刚度的下降。公开号为CN112457670的中国专利，提出疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。但是以上PPS材料的性能仍有提升空间。
因此，有必要提供一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法解决上述技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物及其制备方法能够具有高CTI性能的同时，具有较好的尺寸稳定性、韧性和高刚性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，包括如下重量份：聚苯硫醚30-80份、玻璃纤维10-60份、偶联剂0.2-2份、氟硅油0.2-2份、抗冲击性改剂0.5-2份和抗氧剂0.1-2份；所述氟硅油为在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为600-1800mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；所述抗冲击性改剂聚乙烯与乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物或聚烯烃弹性体接枝的缩水甘油酯的共混物。
优选的，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚40-60份、玻璃纤维30-50份、偶联剂0.5-1份、氟硅油0.8-1.5份、抗冲击性改剂0.5-1份和抗氧剂0.2-0.5份。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
优选的，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为600-1400mPa.s。
优选的，抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的至少一种。
优选的，所述聚苯硫醚树脂由熔体流动速率200～500g/10min与800～1200g/10min两种树脂按重量比1～5:1组成，测试条件为312摄氏度，10kg。
同时，本发明还提供一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法，其制备步骤如下：将除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为300-450rpm/min；玻璃纤维的喂料速度为100-300kg/h；挤出温度为280-320℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过偶联剂来提高PPS和玻纤材料的相容性，加入抗冲击性改剂，进一步来提高材料的刚性和韧性的同时，通过加入氟硅油，利用氟硅油低表面能和超疏水特点，在注塑过程中会由于低表面能会聚集在材料表面，对材料的刚性影响较小。同时氟硅油聚集在表面后，由于超疏水的特点会大大降低电解液对PPS的润湿，可以明显提高PPS的材料的CTI。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
以下实施例和对比例中，各性能测试标准如下：
弯曲模量：按照标准ISO178:2019进行测试，弯曲速率为2mm/min；
CTI：按照标准IE C601 12：2009进行测试；
缺口冲击强度：按照标准ISO180:2000/Amd2:2013进行测试；
材料收缩率：按照标准ISO294-4：2018进行测试。
实施例和对比例中用到的材料如下：聚苯硫醚：PPS-A，熔体流动速率为3 00～400g/10min。
PPS-B，熔体流动速率为800～1200g/10min；
玻璃纤维1：玻纤直径为8-10mm；
玻璃纤维2：玻纤直径为12-15mm；
偶联剂1：氨基硅烷偶联剂，KH550；
偶联剂2：三甲氧基硅烷，WD-21；
偶联剂3：钛酸酯偶联剂，KR-TTS；
增韧剂：PTW；
氟硅油1：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为500mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；
氟硅油2：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为1000mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；
氟硅油3：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为1500mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；
氟硅油4：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为2000mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；
氟硅油5：25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为10000mPa.s的聚三氟丙基硅油；
抗氧剂：酚类抗氧剂Y-001、亚磷酸酯类抗氧剂412S和金属钝化剂MD1024组合，三者重量比为：1:2:2；
乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物：AX-8900。
本申请设置实施例1～13及对比例1～3，实施例1～8的各成分含量如表1所示；实施例9～13及对比例1～3的各成分含量如表2所示；所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法如下：除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为40 0rpm/min；玻璃纤维的喂料为300kg/h；挤出温度为300摄氏度。
表1实施例1～8的成分、含量及性能数据
表2实施例9～13以及对比例1-3中的成分、含量及性能数据
由以上实施例与对比例进行对比，可以明显的看出，本发明的复合材料的弯曲模量和缺口冲击强度收缩率得到进一步的改善，同时材料的相比漏电起痕指数也得到了相应的提高，进一步的提高了PPS塑料的相关性能指标。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚30-80份、玻璃纤维10-60份、偶联剂0.2-2份、氟硅油0.2-2份、抗冲击性改剂0.5-2份和抗氧剂0.1-2份；
所述氟硅油为在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为600-1800mPa.s的甲基封端的聚三氟丙基硅油；
所述抗冲击性改剂聚乙烯与乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物或聚烯烃弹性体接枝的缩水甘油酯的共混物。
2.根据权利要求1所述的一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，包括如下重量份的成分：聚苯硫醚40-60份、玻璃纤维30-50份、偶联剂0.5-1份、氟硅油0.8-1.5份、抗冲击性改剂0.5-1份和抗氧剂0.2-0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述氟硅油在25℃下，采用硅油粘度计测试的粘度为600-1400mPa.s。
5.根据权利要求1所述的一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物，其特征在于，所述聚苯硫醚树脂由熔体流动速率200～500g/10min与800～1200g/10min两种树脂按重量比1～5:1组成，测试条件为312摄氏度，10kg。
7.根据权利要求1-6所述的任意一种疏水性高CTI聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：将除玻璃纤维之外的各成分按照配方比例经过高速混合机分散后，进入双螺杆挤出机，玻璃纤维进行侧喂挤出造粒，得到所述疏水性高CTI聚苯硫醚组合物；其中，高速混合机的转速为300-450rpm/min；玻璃纤维的喂料速度为100-300kg/h；挤出温度为280-320℃。
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