[发明专利]一种玻纤增强聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种玻纤增强聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用，包括如下重量份的组分：交联型聚苯硫醚树脂55‑65份、硅烷偶联剂0.5‑1.5份、玻璃纤维35‑45份，所述玻璃纤维的Al/Si比＞0.8。本发明提供的玻纤增强聚苯硫醚组合物具较好的力学性能，高温、低温条件下的力学性能变化率小。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种玻纤增强聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚苯硫醚(PPS)是一种结晶高性能热塑性高分子材料。PPS的耐热性、耐溶剂、尺寸稳定性非常高，同时具备优异的介电性能、自阻燃性及良好的力学性能。因此，PPS广泛应用于电子电气、汽车、机械、化工等领域。在汽车等应用领域，要求材料的使用温度范围宽，对其在高温和低温的性能都有较高要求。为了达到对材料强度要求，通常通过添加玻璃纤维、矿粉等提升材料力学性能。现有技术中有通过添加元素周期表第二主族的碳酸盐，用来提升玻纤矿粉填充的PPS材料的耐高低温性能，但由于碳酸盐的加入会导致冲击强度下降，并且总填充量过高(60％)，在后期注塑中流动性不好，样件表面粗糙。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有低高低温性能变化率的玻纤增强聚苯硫醚组合物及其制备方法与应用，具体地，所述玻纤增强聚苯硫醚组合物在90℃高温条件以及-40℃低温条件下，保持较小的性能变化率。

为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：一种玻纤增强聚苯硫醚组合物，其包括如下重量份的组分：交联型聚苯硫醚树脂55-65份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、玻璃纤维35-45份，所述玻璃纤维的Al/Si比＞0.8。所述Al/Si比的测试方法为使用固体核磁共振波谱仪(NMR)测定Al和Si的含量，再计算Al/Si比。

本发明使用交联型聚苯硫醚树脂，并与硅烷偶联剂和玻璃纤维以特定比例组合得到高温与低温性能较常温变化率低的玻纤增强聚苯硫醚组合物。交联聚苯硫醚本身具有交联网络，硅烷偶联剂与聚苯硫醚分子链中的端基反应进一步提升体系的交联度，从而提升成品随温度变化的敏感度。所述玻璃纤维的Al/Si比＞0.8，相比于普通玻璃纤维，Al/Si比＞0.8的玻璃纤维的加入不仅能提升玻纤增强聚苯硫醚组合物的拉伸强度，而且不易在加工过程中被剪碎，减少了玻璃纤维和其它组分的相互作用，也降低了玻纤增强聚苯硫醚组合物在不同温度下因为树脂组分和玻璃纤维热膨胀系数不一致导致的界面作用力。本发明通过具有特定组成的玻璃纤维与特定增粘指数的交联型聚苯硫醚树脂相互配合协同，从而降低了玻纤增强聚苯硫醚组合物的高低温性能变化率。

交联型聚苯硫醚树脂，即交联型PPS树脂，本身具有一定的交联度，因此PPS分子链本身不易因为温度增加而运动，使得拉伸强度变化稳定。同时在高温状态下也不容易进一步交联变化从而影响性能变化。优选地，所述交联型聚苯硫醚树脂的熔融指数为100-1000g/10min，以使成品同时具有良好的拉伸强度、加工性能和玻璃纤维分散程度。交联型聚苯硫醚树脂的熔融指数过低或过高都会导致加工困难，同时还会影响玻纤的分散情况。

所述熔融指数按照ISO1133-2011在310℃、5kg载荷条件下测得。更佳地，所述交联型聚苯硫醚树脂的熔融指数为300-700g/10min，所述熔融指数按照ISO1133-2011在310℃、5kg载荷条件下测得。

进一步地，硅烷偶联剂与聚苯硫醚树脂在不同条件下的增粘效果存在差异。优选地，所述交联型聚苯硫醚树脂的增粘指数为1.5-5，所述增粘指数为添加1wt％的氨丙环氧基三乙氧基硅烷偶联剂的聚苯硫醚树脂在剪切速率10s^-1的粘度与纯聚苯硫醚树脂在剪切速率10s^-1的粘度之比，所述粘度为使用流变仪在310℃下的测得的粘度。更佳地，所述交联型聚苯硫醚树脂的增粘指数为2-4，增粘指数的计算和测试方法同上。