[发明专利]一种聚砜/热致液晶聚合物/刚性填料的复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物复合材料，特别是涉及一种聚砜/热致液晶聚合物/刚性填料的复合材料及其制备方法。

背景技术

复合材料是一种多相复合体系，在复合体系中可以是异质异相的也可以是同质异相的。因此通过不同质的组成、不同相的结构、不同含量及不同方式的复合，可以制造出满足不同用途的复合材料。向聚合物中添加热致液晶聚合物(TLCP)可以降低复合材料的熔体粘度，并提高材料的强度和模量。

过去对含热致液晶聚合物复合材料的研究主要集中在基体树脂/TLCP二元共混体系，即原位复合材料(In-situ Composites)，且基体树脂多为高粘度高性能树脂，如聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮等，目的是通过加入TLCP来提高复合材料的流动性能，使这类高粘度高性能工程塑料或特种塑料的加工性能得到改善。早在1983年，Cogswell等人(F.N.Cogswell，B.P.Griffin，and J.B.Rose.U.S.Patent 4,386,174(1983)；F.N.Cogswell，B.P.Griffin，and J.B.Rose，U.S.Patent 4,433,083(1984)；F.N.Cogswell，B.P.Griffin，and J.B.Rose，U.S.Patent 4,438,236(1984))申请了将TLCP作为热塑性树脂熔融加工助剂的专利。Blizard和Baird(K.G.Blizard，D.G.Baird.Polym.Eng.Sci.，1987，27：653)在研究含TLCP的Nylon 66和聚碳酸酯(PC)体系时发现，加TLCP使共混体系的粘度比原基体降低了50％，在较高的剪切速率下甚至降低更多。La Mantia等人(F.P.La Mantia，A.Valenza，M.Paci，P.L.Maganini.Polym.Eng.Sci.，1990，30：7)对Nylon6/TLCP共混物稳态流变行为的研究以及Chung等人(H.Wang，K.W.Lee，T.S.Chung.Polym.Adv.Technol.，2000，11 153)对含TLCP的Nylon 6、Nylon 66体系的动态流变行为的探讨也都表明，在不低于TLCP熔融温度的条件下，TLCP的加入使复合体系的粘度降低到原来基体的10％～50％。一般认为，刚性填料加入纯聚合物或由两种纯聚合物组成的共混物中会增加体系的熔体黏度，不利于复合材料的加工成型。

高黏度热塑性树脂如聚砜，是应用广泛的工程塑料，具有优异的力学性能，卓越的耐热性和绝缘性能，广泛应用于航空、航天、汽车、电气电子和信息存储等领域。但是，这类树脂因熔体黏度较高，不易于加工。通过共混或填充改性的方法改善这些树脂的加工性在工业应用和理论研究上都具有重要意义。虽然以热致液晶聚合物改善聚砜加工性能的研究已有报道(S.M.Hong，B.C.Kim，K.U.Kim，Polym.J.，1991，23：1347)，但同时使用TLCP与刚性填料对聚砜进行改性的报道却很少(J.Chen，P.Chen，J.Zhang，J.He，Polymer，2006，47：5402)。而关于该混杂体系加工性能的研究尚未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚砜/热致液晶聚合物/刚性填料的复合材料。

本发明所提供的聚砜/热致液晶聚合物/刚性填料的复合材料，含有如下重量份数比的组分：

聚砜                 60-99，

刚性颗粒填料         1-50，

热致液晶聚合物       1-20。

其中，刚性填料为空心玻璃微珠(GB)、实心玻璃微珠、玻璃纤维(GF)、碳酸钙晶须、硼酸铝晶须、纳米二氧化硅(nano-SiO₂)、纳米碳酸钙或纳米二氧化钛。所有刚性填料在添加到复合材料中时，可以直接添加，或者经过一定的表面处理后加入。