[发明专利]一种耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性塑料领域，具体涉及一种耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料及其制备方法。

背景技术

间规聚苯乙烯(sPS)是在茂金属催化剂作用下合成的间同结构聚苯乙烯树脂，其苯环交替排列在大分子链的两侧。sPS结晶速度快，又称高结晶聚苯乙烯，具有优异的耐热、耐化学腐蚀、耐蒸汽、耐溶剂性、电气性能(介电损耗小、耐漏电起痕性高)等特点，在许多领域可以与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙66(PA66)等工程料，甚至聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)等特种工程料进行竞争。但是，sPS氧指数比较低，而且耐汽油性比较差，这势必会影响其在某些领域的应用。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明首要目的在于提供一种可以耐受汽油同时具有优异机械性能和耐热性能的玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料，可以用于对以上性能要求较高的电子电气、机械化工等相关领域。

本发明的另一目的在于提供上述耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料，该复合材料由间规聚苯乙烯(sPS)、尼龙66(PA66)、玻纤(玻璃纤维)、无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂组成，以重量百分比计算，各组分用量如下：

所述的相容剂为sPS-g-MAH(间规聚苯乙烯接枝马来酸酐)。

相容剂sPS-g-MAH的一端含有sPS，另一端含有与PA66和玻纤表面极性基团反应的MAH，能够提高sPS与PA66以及sPS与玻纤的结合，起到更好的相容作用。

优选地，所述的sPS为高抗冲间规聚苯乙烯，其悬臂梁缺口冲击强度大于10KJ/m²(ISO180，23℃)。

优选地，所述的PA66，其特征粘度为2.0～3.4。相对粘度低于2.0的尼龙66的分子量过低，材料力学性能较差；而相对粘度高于3.4的尼龙66流动性差，带来加工困难。

优选地，所述的玻纤为无碱玻纤，且单丝直径为7～17μm，短切长度为3～24mm。直径小于7μm的纤维制备困难，而且在复合材料加工过程中容易磨损，强度损失很大；直径大于17μm的玻纤会影响与树脂的结合，同样影响复合材料的性能。为了增加玻纤与树脂的结合力，玻纤表面采用硅烷偶联剂进行处理。

优选地，所述无卤阻燃剂为红磷母粒。所述红磷母粒优选为通过50～90(重量)％、500～1500目的红磷先经过稳定剂、低分子蜡包覆后再与POE-g-MAH挤出造粒得到红磷母粒。

优选地，所述的增韧剂为POE-g-MAH(聚氧化乙烯接枝马来酸酐)。

优选地，所述的偶联剂为硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；

优选地，所述的抗氧剂为受阻酚、亚磷酸酯组成的复配抗氧体系；

优选地，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。

为了改善sPS氧指数比较低、耐汽油性比较差的缺点，同时保证材料仍然保持良好的耐热性能和机械性能，本发明拟加入耐汽油性能优异，同时具有优异耐热性能和机械性能的尼龙66(PA66)与sPS复合，并加入玻纤和红磷进行增强和阻燃改性，制备耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料。

为了实现本发明目的，本发明一方面通过相容剂和增韧剂的优选解决sPS和PA66相容性差的问题，另一方面选择POE-g-MAH载体的红磷母粒实现材料的高耐热无卤阻燃。本发明采用具有高极性的马来酸酐(MAH)接枝的sPS为相容剂，同时采用聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐对材料进行增韧剂，改善了sPS和PA66的相容性，使材料具有优异的机械性能。本发明采用的红磷无卤阻燃剂具有高效阻燃，不降低材料耐热(其他无卤阻燃剂，特别是磷酸酯类的无卤阻燃剂，由于其增塑作用，会使材料耐热明显降低)的特点，同时采用母粒的形式，可以在保证红磷稳定性的同时改善其分散，从而改善加工性能和阻燃性能。

一种制备上述耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料的制备方法，包括如下步骤：先将偶联剂和无卤阻燃剂于80～100℃混合3～5min，然后再加入sPS、PA66、增韧剂剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂于60～80℃混合3～5min，最后将混合后的物料加入挤出机主喂料斗，在侧喂料斗加入10～30％的玻纤，通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐汽油玻纤增强无卤阻燃sPS复合材料。双螺杆挤出机的转速为300～500r/min，温度为260～300℃。