[发明专利]高隔热抑烟的聚苯硫醚复合材料的制备方法及复合纤维

说明书

高隔热抑烟的聚苯硫醚复合材料的制备方法及复合纤维，其制备方法包括步骤：取聚苯硫醚、金属氧化物及硅烷偶联剂进行搅拌混合，并共混造粒，得到聚苯硫醚/金属化合物复合母粒；取聚苯硫醚、二维纳米材料及硅烷偶联剂按二维纳米材料进行搅拌混合，并共混造粒得到聚苯硫醚/二维纳米材料复合母粒；取聚苯硫醚在挤压造粒，得到纯聚苯硫醚母粒；将聚苯硫醚/金属化合物复合母粒、聚苯硫醚/二维纳米材料复合母粒及纯聚苯硫醚母粒进行混合，并转移至干燥设备中进行预结晶和干燥处理，得到共混粒料；将共混粒料熔融共混得到聚苯硫醚复合材料。本发明制备得到的复合纤维可纺性良好，纤维显示出较高的力学性能，以及高隔热与抑烟性能。

技术领域

本发明涉及聚合物共混体系复合材料研究领域，具体涉及一种高隔热抑烟的聚苯硫醚复合材料的制备方法及复合纤维。

背景技术

工业生产中的高温环境易对其生产作业中的人员产生热伤害，为满足这些特殊环境的热防护需求，开发具有良好的热量阻隔和烟雾抑制作用的耐热聚合物材料则显得至关重要。

聚苯硫醚作为新兴的高性能材料，其性能优异，耐热温度高达400℃，阻燃性较高，具备热防护材料的部分特征。但其在燃烧过程中，热氧作用下连续性热降解易发生，引起成炭结构对烟气和热量的阻隔效果差。针对聚苯硫醚的性能缺陷，如何通过组分掺杂，调控组分变化，实现炭层转化和燃烧行为改善，以降低热释放和烟释放是目前研究的重要课题。

发明内容

基于此，本发明提供了一种高隔热抑烟的聚苯硫醚复合材料的制备方法及复合纤维，以解决现有技术的聚苯硫醚在燃烧过程中，热氧作用下连续性热降解易发生，引起成炭结构对烟气和热量的阻隔效果差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高隔热抑烟的聚苯硫醚复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

S1，取聚苯硫醚、金属氧化物及硅烷偶联剂按金属化合物含量为1-5wt％进行搅拌混合，然后在200-350℃下共混造粒，得到聚苯硫醚/金属化合物复合母粒；

S2，取聚苯硫醚、二维纳米材料及硅烷偶联剂按二维纳米材料含量为1-5wt％进行搅拌混合，然后在200-350℃下共混造粒，得到聚苯硫醚/二维纳米材料复合母粒；

S3，取聚苯硫醚在200-350℃下挤压造粒，得到纯聚苯硫醚母粒；

S4，将上述步骤S1-S3得到的聚苯硫醚/金属化合物复合母粒、聚苯硫醚/二维纳米材料复合母粒及纯聚苯硫醚母粒按金属化合物的含量为0.3-3wt％、二维纳米材料的含量为0.05-0.5wt％进行混合复配，然后转移至干燥设备中进行预结晶和干燥处理，得到含水率小于50ppm的共混粒料；

S5，将共混粒料在200-350℃下熔融共混，通过挤出注塑或熔融纺丝制备得到金属化合物含量为0.3-3.0wt％、二维纳米材料含量为0.05-0.5wt％的聚苯硫醚复合材料。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S1中，所述硅烷偶联剂的重量占比为金属化合物质量的10-30wt％。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S1中，所述金属化合物包括Fe₂O₃、Fe₃O₄、Co₃O₄、NiO、LiFePO₄中的一种或多种。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S2中，所述硅烷偶联剂的重量占比为二维纳米材料质量的10-30wt％。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S2中，所述二维纳米材料包括石墨烯、二硫化钼、Maxene材料中的一种或多种。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述共混造粒、挤压造粒和熔融共混所采用的设备均为双螺杆挤出机。