一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]苯乙烯聚合物可分為無規(guī)聚苯乙烯、等規(guī)聚苯乙烯、間規(guī)聚苯乙烯(簡(jiǎn)稱sPS)，其中無規(guī)聚苯乙烯是通用塑料，但其耐熱性、耐化學(xué)性能差，很那在工程塑料領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。間規(guī)聚苯乙烯是一種新型聚苯乙烯，和無規(guī)聚苯乙烯不同，間規(guī)聚苯乙烯具有熔點(diǎn)高、耐熱耐化學(xué)性能優(yōu)良，結(jié)晶度高，結(jié)晶溫度可以控制在一個(gè)較寬的范圍，適合常規(guī)的塑料加工成型方法。
[0003]間規(guī)聚苯乙烯是一種新型的工程材料，具有良好的發(fā)展前景，市場(chǎng)前景廣闊。間規(guī)聚苯乙烯的缺點(diǎn)是脆性大，在一定程度上限制了間規(guī)聚苯乙烯的使用。因此為了適應(yīng)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，必須對(duì)其進(jìn)行改性。改性后的間規(guī)聚苯乙烯具有密度低、韌性好、電性能好，可使用在PET、PBT、PA、PPS等工程塑料應(yīng)用的場(chǎng)合。
[0004]為改變間聚苯乙烯材料及其易脆的缺點(diǎn)，一般通過添加玻璃纖維增強(qiáng)進(jìn)行改性以達(dá)到工程塑料級(jí)別的應(yīng)用(如EP508303、EP591823、US5200454、JP10017740)。但由于間聚苯乙烯是一種非極性高聚物，所以極性玻璃纖維和間規(guī)聚苯乙烯的界面粘結(jié)差，需要對(duì)玻璃纖維表面先用耦合劑處理。。但是一般這樣的改性材料添加有大量玻璃纖維，耐磨性不好，特別是對(duì)磨材的磨損極大。
[0005]所以開發(fā)一種即耐脆碎又耐磨的間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，本發(fā)明通過在添加玻纖和增韌劑等的基礎(chǔ)上，再添加鈦酸鉀晶須等以達(dá)到改善其耐磨性的目的。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，該復(fù)合材料由以下重量組分構(gòu)成:
[0008]3?5重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物，其中酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1，經(jīng)機(jī)械粉碎后混勻即得；
[0009]40?75重量份的β晶間規(guī)聚苯乙烯，所述間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0% ；
[0010]18?23重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5%
[0011]10?30重量份的中堿玻璃纖維，R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μ m
[0012]5?10重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
[0013]10?20重量份的鈦酸鉀晶須，所述鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為
0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g ；
[0014]作為優(yōu)選，復(fù)合材料由以下重量組份構(gòu)成:
[0015]4重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物，其中酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1，經(jīng)機(jī)械粉碎后混勻即得；
[0016]56重量份的β晶間規(guī)聚苯乙烯，所述間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0% ；
[0017]20重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5%
[0018]18重量份的中堿玻璃纖維，R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μ m
[0019]7重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；
[0020]16重量份的鈦酸鉀晶須，所述鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為
0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法:
[0022]將上述除中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須以外的其他原料按比例稱量好后進(jìn)行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)在300-400r/min，再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中擠出得到耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料。
[0023]鈦酸鉀晶須由于細(xì)小，在表面處理和加工成型過程中極易折斷，而晶須只有保持一定的長(zhǎng)徑比才能使其增強(qiáng)復(fù)合材料體現(xiàn)理想的性能，因此如何使晶須少受或者免受損傷是非常重要的問題。所以本發(fā)明在生產(chǎn)工藝中先加入除中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須以外的其他原料進(jìn)行熔融，然后再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，則能明顯減少晶須的損傷，最大發(fā)揮鈦酸鉀晶須作用，提高間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料的耐磨性。
[0024]實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明本發(fā)明制備的間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，在300°C下磨耗率僅為
1.8x10 7Cm3 (kg.m) \ 常規(guī)同類產(chǎn)品為 3.2x10 7cm3 (kg.m) 1O
[0025]本發(fā)明在采用玻璃纖維增強(qiáng)克服脆碎基礎(chǔ)上提高了耐磨性，可廣泛用于汽車、電器和廚房用品等領(lǐng)域。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1.本發(fā)明所用材料易得，制備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化大生產(chǎn)；
[0028]2.本發(fā)明制備的間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料在采用玻璃纖維增強(qiáng)克服脆碎基礎(chǔ)上提高了間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料耐磨性。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。
[0030]實(shí)施例1
[0031]稱量4重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物(酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1)、56重量份的0晶間規(guī)聚苯乙烯(間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0%)、20重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5% )、7重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進(jìn)行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)在300r/min，再將18重量份的中堿玻璃纖維(R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μπι)和16重量份的鈦酸鉀晶須(鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中擠出得到耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，300°C下測(cè)量其磨耗率為1.80χ 10? (kg.m)^o
[0032]實(shí)施例2
[0033]稱量3重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物(酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1)、40重量份的0晶間規(guī)聚苯乙烯(間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0%) ,18重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5% )、5重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進(jìn)行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)在300r/min，再將10重量份的中堿玻璃纖維(R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μπι)和20重量份的鈦酸鉀晶須(鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中擠出得到耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，300°C下測(cè)量其磨耗率為1.70xl0_7cm3(kg.m)'
[0034]實(shí)施例3
[0035]稱量5重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物(酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1)、75重量份的0晶間規(guī)聚苯乙烯(間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0% )、23重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5% )、10重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進(jìn)行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)在300r/min，再將30重量份的中堿玻璃纖維(R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μπι)和20重量份的鈦酸鉀晶須(鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中擠出得到耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，300°C下測(cè)量其磨耗率為1.8x KTcn^kg.mr1。
[0036]本發(fā)明在采用玻璃纖維增強(qiáng)克服脆碎基礎(chǔ)上提高了復(fù)合材料的耐磨性，可廣泛用于汽車、電器和廚房用品等領(lǐng)域。
[0037]盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做出各種改變、替換和變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，該復(fù)合材料由以下重量組分構(gòu)成: 3?5重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物，其中酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1，經(jīng)機(jī)械粉碎后混勻即得； 40?75重量份的β晶間規(guī)聚苯乙烯，所述間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0% ； 18?23重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5% 10?30重量份的中堿玻璃纖維，R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μ m 5?10重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 10?20重量份的鈦酸鉀晶須，所述鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料，其特征在于:復(fù)合材料由以下重量組份構(gòu)成: 4重量份的酚醛樹脂與二硫化鉬的混合物，其中酚醛樹脂與二硫化鉬重量比為46: 1，經(jīng)機(jī)械粉碎后混勻即得； 56重量份的β晶間規(guī)聚苯乙烯，所述間規(guī)聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規(guī)矩大于99.0% ； 20重量份的磺化間規(guī)聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計(jì)為3?5% 18重量份的中堿玻璃纖維，R20含量為13?15%，單絲直徑為12?16 μ m 7重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物； 16重量份的鈦酸鉀晶須，所述鈦酸鉀晶須化學(xué)通式為K2O 6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m,長(zhǎng)度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
3.一種權(quán)利要求1所述耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:將權(quán)利要求I中除中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須以外的其他原料按比例稱量好后進(jìn)行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)在300?400r/min，再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側(cè)向喂料送入到擠出機(jī)中，在擠出機(jī)中擠出得到耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法，該耐磨間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料由酚醛樹脂、二硫化鉬、β晶間規(guī)聚苯乙烯、磺化間規(guī)聚苯乙烯、中堿玻璃纖維、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、鈦酸鉀晶須組成。本發(fā)明制備的間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料在采用玻璃纖維增強(qiáng)克服脆碎基礎(chǔ)上提高了間規(guī)聚苯乙烯復(fù)合材料耐磨性。
【IPC分類】C08L55-02, C08K3-30, C08K7-08, C08L61-06, C08L25-06, C08K7-14
【公開號(hào)】CN104761841
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510173659
【發(fā)明人】郭繼光, 耿昊, 於玉華
【申請(qǐng)人】張家港大塚化學(xué)有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月14日