[发明专利]热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法，该泡沫材料的制备方法包括以下步骤：制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；将复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂，维持一定压力和温度，再对反应釜快速泄压，即制备得到泡沫材料；或者，将复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂，维持一定压力和温度，再对反应釜缓慢泄压至常压，移入高温环境中发泡后即得泡沫材料。本发明的制备方法，使用热致液晶聚合物作为复合泡沫材料的增强纤维和发泡成核剂，能改善复合泡沫的力学性能和发泡性能；通过使用超临界流体作为发泡剂，对聚合物有增塑作用，能使聚合物在低于熔点或加工温度的条件下进行发泡。

技术领域

本发明涉及聚合物材料领域，尤其涉及一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法。

背景技术

随着社会需求和工业发展的进步，聚合物泡沫材料在某些特殊领域的应用性能要求越来越高，如阻燃、耐高温、耐腐蚀、机械性能高等。聚苯硫醚是一种应用广泛的高性能聚合物材料，具有本征阻燃、耐高温、力学性能好、耐化学腐蚀、耐辐射等优异性能，因此由聚苯硫醚制备的泡沫材料在国防军工、航空航天、舰船、轨道交通等领域有着巨大的应用潜力。

但是申请人发现，聚苯硫醚加工温度高常规的物理和化学发泡剂难以使用；另外聚苯硫醚(PPS)在320℃以上会产生热固化反应，因此PPS加工窗口较窄，一般在290℃～330℃之间。同时申请人还发现目前制得的聚苯硫醚泡沫材料的耐冲击性能不好，不能满足实际使用需求。基于目前制备的聚苯硫醚泡沫材料存在的技术缺陷有必要对此进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料及其制备方法，以解决或至少部分解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

制备聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材；

将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25Mpa，保持反应釜内的温度为0～280℃并维持一定时间，升温至200～330℃再保持5～25分钟，再于5～100s内使反应釜内压力泄压至常压，即制备得到热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料；

或者，将聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材置于反应釜中，然后通入超临界流体发泡剂以使反应釜内的压力为3.3～25MPa，保持反应釜内温度为0～280℃并维持一定时间，再于2～10分钟内使反应釜内压力泄压至常压，再将反应釜中的样品置于180℃～330℃温度环境下发泡即得热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述超临界流体发泡剂包括二氧化碳和/或氮气。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：

将聚苯硫醚纤维与热致液晶聚合物纤维混合，以水分散介质打浆，得到浆液，然后再将浆液使用疏解机疏解得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合浆液；

将复合浆液进行湿法抄造，然后再于一定压力下压榨，得到聚苯硫醚纤维/热致液晶聚合物纤维复合网片；

将复合网片进行热处理；

将热处理后的复合网片进行热压即得聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述的热致液晶聚合物纤维复合聚苯硫醚泡沫材料的制备方法，所述聚苯硫醚/热致液晶聚合物纤维复合片材的制备方法具体包括：

将聚苯硫醚和热致液晶聚合物混合后进行混炼，得到共混熔体；