[发明专利]一种聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度低密度聚苯醚/聚苯乙烯（PPO/PS）共混合金材料及其制备方法。

背景技术

聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，由于具有如下优点：(1)优良的物理、力学性能。密度小、无毒、较高的力学强度、耐蠕变性能好、成型收缩率低；(2)优良的耐热性能。玻璃化转变温度(T_g)在热塑性塑料中最高，约210℃，熔点约260℃，它可在160~190℃范围内连续工作，高温下的耐蠕变性是热塑性工程塑料中较为优异的；(3)优良的电性能。PPO分子结构中无强极性基团，电性能稳定，可在广泛的温度及频率范围内保持良好的电性能。其介电常数和介电损耗角正切是工程塑料中最小的，几乎不受温度、湿度及频率的影响；(4)难燃，有自熄性。其氧指数为29%，阻燃性良好；(5)优良的耐酸碱性、耐应力松弛和耐疲劳性能以及良好的尺寸稳定性。其中高抗蠕变性能则是其最突出的特点，因此PPO特别适合制作承受长期载荷的工业用结构件。但PPO也有一些缺点，如耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低等。PPO耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产品易变色，颜色发黄，原因是紫外线能使芳香醚的链结合分裂所致；另外一个致命的缺点是流动性差，成型加工困难，由于PPO分子链刚性较大，熔体粘度高，这影响了PPO的推广应用。

碳纤维是指碳质量分数在90%~95%之间的无机高分子纤维，是一种新型非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、强度高、密度低等特点。与传统材料相比，其高强度（为一般金属的3~5倍）、高模量、低密度（约1.78g/cm³，为一般金属的1/4～1/5）的特性，使其成为减重、增强的最佳材料。此外，碳纤维还具备热膨胀系数小的特性，可有效降低塑料的热膨胀系数。碳纤维比耐热钢还要耐高温，因而赋予了材料耐高温特性。

空心玻璃微珠是一种微小，中空的圆球状粉末。具有重量轻体积大、导热系数低、抗压强度高，分散性、流动性、稳定性好的优点。另外，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。

发明内容

针对PPO存在的缺口冲击强度低、价格较高等缺陷，本发明的目的是提供一种高强度低密度聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，该材料比起常用的玻纤，碳纤维密度更低，强度更大，同时增韧剂改善了材料的缺口冲击强度。

本发明的另一个目的是提供一种上述的聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料，该材料是由包含以下重量份的组分制成：

聚苯醚            25~50份，

聚苯乙烯          15~38份，

玻璃微珠          10~25份，

碳纤维            5-25份，

增韧剂            5~15份，

润滑剂            0.2~0.7份，

抗氧剂            0.2~0.5份。

所述的聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。

所述的玻璃微珠为空心玻璃微珠，真密度为0.32g/cm³~0.6g/cm³。

所述的碳纤维直径为6~8μm。

所述的增韧剂选自苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物（SBS）、（氢化苯乙烯/丁二烯/苯乙烯）嵌段共聚物（SEBS）或马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体（SEBS-g-MAH）中的一种或一种以上。

所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡或硬脂酸锌中的一种或一种以上。

所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）中的一种或一种以上。

本发明还提供了一种上述聚苯醚/聚苯乙烯共混合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

称取25~50份聚苯醚、15~38份聚苯乙烯、10~25份玻璃微珠、5~25份碳纤维、5~15份增韧剂、0.2~0.5份抗氧剂和0.2~0.7份润滑剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒得到产品。

所述的高混机转速为500~700rpm，混合温度为40~80℃，混合时间为3~10min。