專利名稱：一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料和相關(guān)的制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高分子聚合物合金材料是指由兩種或兩種以上高分子材料構(gòu)成的多組分體系，屬于合金材料。不同聚合物的物理摻混物、共聚物中的嵌段共聚與接枝共聚物等均屬于聚合物合金范疇(封樸，《聚合物合金》，上海同濟大學出版社，1997 ；陶建英，工程塑料系聚合物合金的技術(shù)狀況與發(fā)展前景，上?；?，2003,02)。聚硫醚酰亞胺，由于硫醚鍵柔性單元引入到剛性的聚酰亞胺主鏈中，這類聚合物除了具有出色的熱機械性能外，還具有溶解性好、熔體粘度低及可熔融加工的特點，是一種非常有前途的熱塑性耐高溫高分子材料。例如，公開號為CN101463132A、CN101392055A、 CN101531758A、CN101704950A以及申請?zhí)枮?00910153055. 5的中國專利申請中公開的多種聚硫醚酰亞胺均具有耐熱性好、韌性高、熔體粘度低等優(yōu)異的綜合性能，且成本相對較低，在耐高溫的工程塑料、薄膜、膠黏劑、漆包線、泡沫塑料、纖維以及先進復合材料等相關(guān)領(lǐng)域具有很好的應用前景。與聚芳硫醚相比，聚酰亞胺存在加工成型性差、不耐堿腐蝕、價格昂貴等缺點；而聚芳硫醚具有優(yōu)異的耐化學腐蝕性，在200°C以下基本不溶于任何溶劑，良好的力學性能， 相對較低的成本以及良好的成型加工性能等優(yōu)點，但其脆性大、韌性差、抗沖擊強度低。由于聚酰亞胺與聚芳硫醚的分子鏈上均有大量的芳香環(huán)，結(jié)構(gòu)上的相似性使得它們具有較好的相容性，同時聚酰亞胺與聚芳硫醚的加工溫度相匹配，均在300°C以上加工，因此通過聚芳硫醚改性聚酰亞胺，改善其加工成型性和降低成本，引起了人們極大的關(guān)注。例如，美國專利US445M10 (General Electric公司申請)中公開了一種聚醚酰亞胺/聚苯硫醚合金材料，主要介紹了聚苯硫醚改性聚醚酰亞胺的制備方法。文獻《聚苯硫醚、聚砜和聚醚酰亞胺二元以及三元共混體系的表征》(Polymer Engineering and Science, 1991, 32 (2) 84-91)公開了聚苯硫醚與聚醚酰亞胺的共混改性物，共混物為不相容體系，并且共混物的拉伸強度隨聚苯硫醚含量的增加而下降。美國專利US4017555中公開了一種聚酰亞胺/聚苯硫醚合金材料，將不熔融的聚酰亞胺通過與聚苯硫醚的共混進行改性，當聚苯硫醚的含量達到40%時，合金材料獲得了良好的加工成型性能以及不錯的熔體流動性，但是，一方面由于該聚酰亞胺與聚苯硫醚的相容性較差，并且聚苯硫醚較脆，導致聚酰亞胺的力學性能損壞較大，另一方面所使用的聚酰亞胺原料價格較昂貴，使得制備的聚酰亞胺/聚芳硫醚合金材料的成本價格較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其具有很好的耐熱性能， 同時具有高模量、高強度、高沖擊強度等優(yōu)異的力學性能。
本發(fā)明還提供了一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料的制備方法，其制備工藝簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，由如下重量百分比的原料制成 聚硫醚酰亞胺 8% 95%;聚芳硫醚4% 90%;抗氧劑0. 01% 1%;其它助劑0. 01% 1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的聚硫醚酰亞胺具有如下式I所示的結(jié)構(gòu)式 式I中，m和η分別代表聚合度，η為1 20000的整數(shù)；m為0 20000的整數(shù)；聚硫醚酰亞胺中硫醚鍵在酞酰亞胺結(jié)構(gòu)單元上的位置為酞酰亞胺結(jié)構(gòu)單元的3-位或 4-位；A為取代或未取代的脂肪烴基、取代或未取代的芳香基團中的一種； X為芳香砜結(jié)構(gòu)單元或芳香酮結(jié)構(gòu)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的脂肪烴基選自C1 Cltl的脂肪鏈烴基或C3 Cltl的脂肪環(huán)烴基中的一種或至少兩種以C-C鍵連接而形成的基團；所述的芳香基選自C6 C3tl的芳香基團。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的A為選自/=X O種或者是它們中至少兩種以C-C鍵連接而形成的基團。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的芳香砜結(jié)構(gòu)單元具有如下式II所示的結(jié)構(gòu)式、式III所示的結(jié)構(gòu)式或者式IV所示的結(jié)構(gòu)式II或者^—JIV；式II、式III或者式IV中，取代基M為H、SO3Li, SO3Na, SO3K或者SO3H;取代基M與硫醚鍵的位置關(guān)系為鄰位、間位或?qū)ξ?；式IV中，Z選自如下基團中的一種
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的芳香酮結(jié)構(gòu)單元具有如下式V所示的結(jié)構(gòu)式、式VI所示的結(jié)構(gòu)式、式VII所示的結(jié)構(gòu)式、式 VIII所示的結(jié)構(gòu)式、式IX所示的結(jié)構(gòu)式、式X所示的結(jié)構(gòu)式或者式XI所示的結(jié)構(gòu)式
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的聚芳硫醚具有如下式i所示的結(jié)構(gòu)式式i中，d為1 5000的整數(shù)；R'選自取代或未取代的芳香基團。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的R選自下列基團中的一種
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，其特征在于所述的抗氧劑選自受阻酚抗氧劑、亞磷酸酯抗氧劑、含硫抗氧劑以及金屬離子鈍化劑中的一種或多種；所述的其它助劑包括加工助劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑或紫外光吸收劑中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項所述的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料的制備方法， 包括以下步驟(1)先將聚硫醚酰亞胺、聚芳硫醚分別于130°c 180°C真空干燥；(2)將干燥好的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚，以及抗氧劑和其它助劑在室溫干混，混合均勻后投入到雙螺桿擠出機中，由雙螺桿擠出機擠出造粒，制得聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料；所述的雙螺桿擠出機中一區(qū)溫度為290°C 320°C ；二區(qū)溫度為320°C 340°C ；三區(qū)溫度為340°C 360°C ；四區(qū)溫度為350°C 380°C ；五區(qū)溫度為330°C 360°C ；六區(qū)溫度為320°C 340°C ；機頭溫度為280°C 310°C ；主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘 450轉(zhuǎn)/分鐘。CN 102250469 A權(quán)禾丨J 要求書5/5頁
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料及其制備方法，該合金材料由如下重量百分比的原料組成8％～95％聚硫醚酰亞胺、4％～90％聚芳硫醚、0.01％～1％抗氧劑和0.01％～1％其它助劑組成。其制備方法包括將各原料混合均勻后，加入雙螺桿擠出機內(nèi)，溫度控制在290～380℃，擠出造粒，得到聚硫醚酰亞胺/聚芳硫醚合金。本發(fā)明采用熔融共混的方法制得了綜合性能優(yōu)異的聚硫醚酰亞胺和聚芳硫醚合金材料，該合金材料具有很好的耐熱性和抗沖擊性能，極大的改善了聚硫醚酰亞胺加工成型性較差、不耐堿腐蝕、價格較昂貴和聚芳硫醚抗沖擊性能較差等缺點，且制備工藝簡單。
文檔編號C08L79/08GK102250469SQ20101017770
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者嚴慶, 吳學仕, 方省眾, 郭來輝 申請人:中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所