[发明专利]一种纤维增强聚芳醚砜合金制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种纤维增强型高透明聚芳醚砜合金共混改性树脂及其制备方法。

背景技术

聚芳醚砜是一种高性能工程塑料，包括聚醚砜(PES)和联苯聚醚砜(PPSU)，均具有很高的玻璃化转变温度(～220℃)，由于它们具有耐热性、耐热水性、抗蠕变性、尺寸稳定性、耐冲击性、耐化学药品性、无毒、阻燃等优异的综合性能，所以长期以来在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工及不沾涂料等领域得到广泛的应用。

工业上重要的聚芳醚砜有采用二苯砜及环丁砜为溶剂的生产工艺，如欧洲专利文献EP2008067700，美国专利文献US20100310804A1，中国专利文献CN85105138A，CN1765953A，CN1844196A，CN101704951A，CN101735459A。两种工艺生产涉及的树脂在溶剂中的含量在20～35％范围内，优选25～30％，更优选25％左右。此两种工艺存在如下缺陷：(1)相同设备条件下聚芳醚砜的产能低；(2)由于环丁砜在高温下的不稳定性，从而使整个工艺流程中环丁砜的回收率损耗较大；(3)合成的聚芳醚砜结晶度大，产品颜色泛黄，透明度不高，影响其实际应用范围；(4)通过引入其他基团共聚提高透明性时会使材料耐热性能下降。

聚合体系的反应速度受体系浓度影响较大，我们发现在环丁砜体系中反应速度随着浓度的增加反应速度下降，当固含量在30～35％时，反应速度下降近一半，因此，直接提高体系固含量也存在一定的缺陷。中国专利文献CN1268526A公开了一种往体系中加入黏度调节剂有机硅化合物可以提高固含量至40～45％的办法，但需要额外加入有机硅增加后处理难度，其聚合周期也较长。

中国专利文献CN1057783C公开了一种具有很低色泽和高透光性能的聚芳醚砜组合物以及由此制造的商品，该发明是通过向聚芳醚砜产品中加入有机磷稳定剂和有机荧光增白剂，虽然得到的产品黄度指数和雾度都很低，但是聚芳醚砜品本身对助剂比较敏感，长期使用过程中会出现易老化、龟裂等问题。目前，利用各类助剂对塑料进行改性增强的研究很多，但却很少有从配方及共混改性上同时对聚芳醚砜塑料进行改良的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，从分子结构层次出发通过化学及物理共混改性改性，提供一种机械性能更高的增强型聚芳醚砜合金共混改性树脂及其制备方法。

本发明所述的一种纤维增强型高透明聚芳醚砜合金共混改性树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)高透明度聚芳醚砜树脂的制备

以4,4′-二氯二苯砜和4,4′-联苯二酚或4,4′-二羟基二苯砜为反应单体，以环丁砜为溶剂，以碳酸钠为成盐剂；

在充氮保护的反应釜中，加入环丁砜溶剂后开始搅拌升温至60℃～80℃，顺次加入反应单体，待单体全部溶解后，再向体系中加入成盐剂，成盐剂的用量为4,4′-联苯二酚或4,4′-二羟基二苯砜摩尔量的1.05-1.2倍，随后加入分水剂，继续搅拌升温至200℃～210℃，成盐反应1～2小时；成盐反应完成后再升温至220℃～240℃，恒温聚合反应1～2小时，再向体系中加入含取代基多酚类化合物，继续反应20～60分钟左右，得到高透明聚芳醚砜树脂粘液；将聚合粘液经水冷却后粉碎成粉末，过滤后再用去离子水煮沸洗涤除去溶剂和副产物盐，再干燥后即得聚芳醚砜树脂。

其中，在成盐反应阶段体系的固含量为20％～25％，在聚合反应阶段体系的固含量为35～45％；

所述4,4′-联苯二酚或4,4′-二羟基二苯砜的摩尔量较4,4′-二氯二苯砜过量0.1％～2％或，4,4′-二氯二苯砜的摩尔量较4,4′-联苯二酚或4,4′-二羟基二苯砜过量0.1％～2％；

(2)纤维增强型高透明度聚芳醚砜树脂的制备

将低粘性聚芳醚砜树脂在鼓风烘箱中120℃～150℃烘干8小时以上，将纤维等增强型助剂60℃左右干燥预处理后备用；将20～75％高透明聚芳醚砜树脂(PPSU、PES)；5％～45％聚砜树脂PSU；10％～40％纤维；0.1～5％炭黑或钛白粉或其混合物；0.1％～10％各种助剂混合均匀，然后用双螺杆挤出机按照挤出工艺进行熔融挤出造粒，再将粒料100℃～170℃烘干8h以上，选择合适的注塑工艺将粒料注塑成型，最后进行性能测试。