[发明专利]一种纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法及由该方法制备的产品。

背景技术

聚苯硫醚，又名聚亚苯基硫醚(PolyphenyleneSulfide，PPS)，是一种新型的高性能热塑性树脂，树脂通常为白色或接近白色珠状或粉末状产品。聚苯硫醚为结晶型聚合物，具有较高的强度、模量及良好的尺寸稳定性，蠕变小、有极高的耐疲劳性、良好的阻燃性，吸湿性小，在高温、高湿条件下不变形并能保持优良的电绝缘性、耐溶剂和化学腐蚀性好，在200℃以下几乎不溶于任何溶剂，而且抗辐射能力强。可用多种加工方法(注塑、挤出和模压)进行成型加工，并且可精密加工成型。聚苯硫醚由于具有以上特点，已成为特种工程塑料的第一大品种。并被誉为继聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲醛(POM)、尼龙(PA)、聚苯醚(PPO)之后的第六大工程塑料，也是八大宇航材料之一。其用量近几年以每年10％左右的速度增长。

虽然聚苯硫醚具有众多优点，但未增强改性的聚苯硫醚树脂拉伸强度、弯曲强度仅属中等水平，而且聚苯硫醚主链上含有大量苯环，材料的伸长率和冲击强度也较低。此外，聚苯硫醚的价格也较高，所以一般单独使用聚苯硫醚的情况较少。纤维增强聚苯硫醚复合材料既克服聚苯硫醚性能上的缺点，又可使其具有经济性。所以，近年来纤维增强聚苯硫醚复合材料得到了广泛的应用。

中国专利CN102391648A公开了一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法，以及应用该复合材料制备耐腐蚀泵过流组件的工艺，该法采用增强纤维、空心玻璃微珠以及聚酰胺对聚苯硫醚进行改性而成；中国专利CN101864169A公开了一种玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法；中国专利CN102220001A公开了一种玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料及其制备方法。上述专利及方法制备得到的改性聚苯硫醚复合材料拉伸强度、弯曲强度等力学强度良好，但是忽略了聚苯硫醚脆性大、韧性差的缺陷，从而也限制了其更为广泛的应用。

相较于短纤维增强聚苯硫醚复合材料，长纤维混料在充入模具时相互缠结、翻转和弯曲，各向同性程度较高，平直度较好，翅曲较小，已经成为制备高性能聚苯硫醚复合材料的主要途径，长纤维增强聚苯硫醚作为一种高性能复合材料，已经在军事、航空航天、化工、汽车等领域获得了广泛的应用。而国内对长纤维增强聚苯硫醚的研究技术还相对落后，许多工作还处于研究阶段，几乎没有拥有自主知识产权的已经商品化的品种。尤其是在高端产品方面，与国外还存在较大差距。

发明内容

本发明的目的在于为了克服制备纤维增强聚苯硫醚复合材料中纤维分散不均匀和浸渍效果不好等缺陷，而提供一种纤维浸渍效果良好、综合性能优异的纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法及由该方法制备的产品。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取重量百分比为30-70%的长纤维和30-70%聚苯硫醚纤维；

（2）将上述称量好的长纤维和聚苯硫醚纤维在混编机中混编成混合纤维绳，缠绕成卷；

（3）将上述混合纤维绳沿着方形模板的横向并列缠绕一周，完全覆盖模板；然后再沿纵向并列缠绕一周，并完全覆盖模板，制备纤维混编预制件；

（4）将上述纤维混编预制件模压成型，冷却切边，得到长纤维增强聚苯硫醚复合材料。

所述的长纤维为玻璃纤维，长度为60-80mm。

所述的聚苯硫醚纤维的长度为60-100mm。

所述的模压的温度为290-330℃，模压压力为5-15MPa，模压时间为2-5min。

一种上述纤维增强聚苯硫醚复合材料的制备方法制备的纤维增强聚苯硫醚复合材料，该复合材料由质量百分比为30-70%长纤维和30-70%的聚苯硫醚纤维制成。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明将玻璃纤维和聚苯硫醚纤维混编制备混合纤维绳，使得纤维更好地达到均匀分散的效果。

2、本发明采用将混合均匀的纤维绳沿模板纵横向并列紧密缠绕，然后模压成型，实现了聚苯硫醚纤维受热熔融对增强纤维更好地浸渍效果，从而制备得到性能优异的纤维增强复合材料。

3、本发明中采用的制备方法成型工艺简单且易于控制，适用于连续化工业生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

（1）按照下面的重量称取原料（g）：