[发明专利]一种耐高温聚醚砜复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性材料领域，具体涉及一种耐高温聚醚砜复合材料及其制备方法。

背景技术

聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得，是非晶态聚合物，是一种热塑性工程塑料。由于具有耐热性、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。

随着人们对材料耐高温性能要求的不断提高，未经耐高温改性的聚醚砜已难以满足需求，因而，对聚醚砜进行耐高温改性成为必要。现今对聚醚砜的耐高温改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚醚砜的耐高温性增加效果显著，使聚醚砜能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有耐高温增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行耐高温改性过程中，纳米材料分散不均会影响其耐高温效果，得到的改性材料耐高温性偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚醚砜复合材料耐高温性较差的缺陷，提供一种耐高温聚醚砜复合材料及其制备方法；本发明将经过针对性改性处理的纳米氢氧化铝与聚醚砜进行复合，并使纳米氢氧化铝均匀分散在聚醚砜体系中，得到的聚醚砜复合材料耐高温性能优异，有利于聚醚砜在更多领域中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种耐高温聚醚砜复合材料，包括以下重量份原材料制备得到：55-70份的聚醚砜、5-15份的纳米氢氧化铝、5-10份的改性剂、20-35份的聚四氟乙烯、0.3-0.8份的偶联剂、2-5份的交联剂、5-10份的二甲基丙烯酸锌、3-8份的硬脂酸锌。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，根据纳米氢氧化铝和交联能增加树脂材料耐高温性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米氢氧化铝与聚醚砜之间的相容性，并使纳米氢氧化铝在聚醚砜中分散更均匀，使纳米氢氧化铝对聚醚砜的耐高温性增强作用更好，还通过控制聚醚砜的聚合度来使改性后的聚醚砜复合材料在耐高温性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚醚砜复合材料在具有优异的耐高温性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，其中，所述的纳米氢氧化铝粒径为10-80nm；纳米氢氧化铝粒径越小，分散性越差，纳米氢氧化铝粒径越大，对聚醚砜的耐高温增强作用越差；优选的，所述的纳米氢氧化铝粒径为30-50nm；最优选的，所述的纳米氢氧化铝粒径为40nm。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，其中，所述的改性剂为钛酸四丁酯与硫醇甲基锡组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米氢氧化铝与聚醚砜的相容性，又能在纳米氢氧化铝表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中钛酸四丁酯与硫醇甲基锡的物质的量之比为1︰1。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，其中，聚四氟乙烯的聚合度越大，则交联后聚醚砜复合材料的耐高温性越差，加工性越好，聚四氟乙烯的聚合物越小，则交联后聚醚砜复合材料的耐高温性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚四氟乙烯聚合度，是平衡耐高温性和加工性的重要手段。所述的聚四氟乙烯的聚合度为180-250；优选的，所述的聚四氟乙烯的聚合度为200-230；最优的，所述的聚四氟乙烯的聚合度为210；通过优选，得到的聚醚砜复合材料既具有优异的耐高温性，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。

其中，所述的聚醚砜聚合度为1200-1800；优选的，所述聚醚砜的聚合度为1400-1600；最优选的，所述的聚醚砜的聚合度为1500；通过优选，得到的聚醚砜复合材料既具有优异的耐高温性，也具有较好的加工性。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，其中，所述的偶联剂为铝酸三异丙酯偶联剂；铝酸三异丙酯能增加纳米氢氧化铝与聚醚砜以及改性剂之间的相容性，提高聚醚砜复合材料的性能。

其中，所述的交联剂为对甲苯磺酰氯，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高聚醚砜复合材料的耐高温性。

上述一种耐高温聚醚砜复合材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高聚醚砜复合材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。

为了实现上述发明目的，进一步的，本发明还提供了一种耐高温聚醚砜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米氢氧化铝用偶联剂进行处理；