[发明专利]玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于聚合物新材料领域，具体涉及一种采用聚苯乙烯粉末 为原料。

背景技术

交联聚苯乙烯是一种性能十分优良的低介电材料，在500Hz的宽 频范围内拥有2.3～2.5的介电常数，0.1以内的介电损耗，以及 较好的机械加工性和尺寸稳定性。此外，交联聚苯乙烯还具有很好的 耐高压击穿性能，较大的体、表电阻率，极高的抗辐射能力等特点。 因此其在微波通讯、半导体等领域有着极佳的应用前景。

通过提升交联聚苯乙烯材料的交联密度、均匀性以及纯度等可以 在一定程度上提高材料的一定强度，但是这种提升非常有限，无法满 足应用要求。

发明内容

本发明旨在解决现有交联聚苯乙烯板材一定强度不足的问题，提 供一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，其特征在于，它包 括以下步骤：

1)聚苯乙烯粉末的溶解：将聚苯乙烯粉末倒入苯乙烯和二乙烯 苯的混合液中，搅拌至得到透亮溶液；

2)玻璃丝的添加：向上述透亮溶液中加入经过硅烷偶联剂处理 的长切玻璃丝，搅拌至混合均匀；

]3)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的成形：将上述混合物倒入模具 并密封，采用γ射线进行辐射，使液体凝固至出现一定强度；

4)玻纤增强交联聚苯乙烯板材的后期处理：对上述塑料板进行热 压处理，得到玻纤增强交联聚苯乙烯板材。

上述方案中，步骤1)的混合液中苯乙烯为95～98wt％，二乙烯苯 为1～5wt％；聚苯乙烯粉末与混合液的质量比为1:1～9。

上述方案中，步骤2)中的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙 基三甲氧基硅烷。

上述方案中，步骤2)中的长切玻璃丝的直径为5～15μm，长度 为3～30mm，添加量为透亮溶液质量的1～30％。

上述方案中，步骤3)中的γ射线辐射过程是在低温环境下进行 的，其中反应温度为-10～20℃；γ射线的辐射剂量率为1～ 100Gy/min，总剂量为1～100kGy。

上述方案中，步骤4)中的热压制度为：升温速率1～10℃ /min，保温温度100～120℃，热压机压力5～15MPa，保温保压时 间1～8h。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明向聚苯乙烯交联体系中加入玻璃丝，形成交联聚苯乙 烯/玻纤复合材料。采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 (MPS)对玻纤进行表面处理，偶联剂在水解后与玻纤表面的-OH键发 生化学反应形成牢固稳定的Si-O-Si键，使玻纤带有C＝C键官能团， 能够与聚苯乙烯交联体系发生有效的化学键合，提高材料的一定强 度；

2、本发明采用γ射线辐射代替加热处理，完成材料体系的交联 聚合。由于辐射对乙烯类长链聚合物的特殊作用，除了由二乙烯苯提 供的悬挂双键外，聚苯乙烯链段自身会发生脱氢形成交联点。这就使 材料体系的交联密度更大，与玻纤的化学键合更为紧密，更好的增强 材料的一定强度；

3、本发明以聚苯乙烯粉末为原料，能准确控制接受γ射线辐射 的聚苯乙烯链段数量，调节辐射交联的比例，保证材料交联体系的均 匀性，使产品的质量可控，制备高效。

4、本发明通过热压处理，消除材料体系中玻纤/高分子界面可能 出现的间隙，并使体系中残留的小分子尽可能反应完全，进一步提高 材料的一定强度。

具体实施方式

本发明提供一种玻纤增强交联聚苯乙烯板材的加工工艺，其包括 以下步骤：

1)将苯乙烯和二乙烯苯按混合均匀，配制两者的混合液，混合 液中苯乙烯为95～98wt％，二乙烯苯为1～5wt％；

2)将聚苯乙烯粉末与上述混合液按质量比1:1～9混合，高速搅 拌至溶液透亮；

3)将直径为5～15μm，长度为3～30mm的长切玻璃丝倒入γ -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)溶液中，浸泡1h后取出， 用去离子水冲洗至中性，烘干；

4)将经过硅烷偶联剂处理的长切玻璃丝加入步骤2)得到的澄 清溶液中，高速搅拌至混合均匀，其中玻纤的加入量为澄清溶液质量 的1～30％；

5)将上述混合物倒入可隔绝水、氧的特殊模具中，密封；