一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于間規聚苯乙烯復合材料領域，具體涉及一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料。
【背景技術】
[0002]苯乙烯聚合物可分為無規聚苯乙烯、等規聚苯乙烯、間規聚苯乙烯(簡稱sPS)，其中無規聚苯乙烯是通用塑料，但其耐熱性、耐化學性能差，很那在工程塑料領域內得到應用。間規聚苯乙烯是一種新型聚苯乙烯，和無規聚苯乙烯不同，間規聚苯乙烯具有熔點高、耐熱耐化學性能優良，結晶度高，結晶溫度可以控制在一個較寬的范圍，適合常規的塑料加工成型方法。
[0003]間規聚苯乙烯是一種新型的工程材料，具有良好的發展前景，市場前景廣闊。間規聚苯乙烯的缺點是脆性大，在一定程度上限制了間規聚苯乙烯的使用。因此為了適應結構材料的應用，必須對其進行改性。改性后的間規聚苯乙烯具有密度低、韌性好、電性能好，可使用在PET、PBT、PA、PPS等工程塑料應用的場合。
[0004]為改變間聚苯乙烯材料及其易脆的缺點，一般通過添加玻璃纖維增強進行改性以達到工程塑料級別的應用(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聚苯乙烯的界面粘結差，需要對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，特別是對磨材的磨損極大。
[0005]所以開發一種即耐脆碎又耐磨的間規聚苯乙烯復合材料具有重大的現實意義。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料，本發明通過在添加玻纖和增韌劑等的基礎上，再添加鈦酸鉀晶須等以達到改善其耐磨性的目的。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的，一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料，該復合材料由以下重量組分構成:
[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，經機械粉碎后混勻即得；
[0009]40?75重量份的β晶間規聚苯乙烯，所述間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0% ；
[0010]18?23重量份的磺化間規聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計為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通式為K20.6Ti02，纖維直徑為
0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g ；
[0014]作為優選，復合材料由以下重量組份構成:
[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，經機械粉碎后混勻即得；
[0016]56重量份的β晶間規聚苯乙烯，所述間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0% ；
[0017]20重量份的磺化間規聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計為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通式為K20.6Ti02，纖維直徑為
0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
[0021]根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料的制備方法:
[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中控制螺桿的轉數在300-400r/min，再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側向喂料送入到擠出機中，在擠出機中擠出得到耐磨間規聚苯乙烯復合材料。
[0023]鈦酸鉀晶須由于細小，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徑比才能使其增強復合材料體現理想的性能，因此如何使晶須少受或者免受損傷是非常重要的問題。所以本發明在生產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行熔融，然后再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側向喂料送入到擠出機中，則能明顯減少晶須的損傷，最大發揮鈦酸鉀晶須作用，提高間規聚苯乙烯復合材料的耐磨性。
[0024]實驗測試表明本發明制備的間規聚苯乙烯復合材料，在300°C下磨耗率僅為
1.8x10 7Cm3 (kg.m) \ 常規同類產品為 3.2x10 7cm3 (kg.m) 1O
[0025]本發明在采用玻璃纖維增強克服脆碎基礎上提高了耐磨性，可廣泛用于汽車、電器和廚房用品等領域。
[0026]與現有技術相比本發明具有如下優點:
[0027]1.本發明所用材料易得，制備工藝簡單，適合工業化大生產；
[0028]2.本發明制備的間規聚苯乙烯復合材料在采用玻璃纖維增強克服脆碎基礎上提高了間規聚苯乙烯復合材料耐磨性。
【具體實施方式】
[0029]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。
[0030]實施例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晶間規聚苯乙烯(間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0%)、20重量份的磺化間規聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計為3?5% )、7重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機中控制螺桿的轉數在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(鈦酸鉀晶須化學通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側向喂料送入到擠出機中，在擠出機中擠出得到耐磨間規聚苯乙烯復合材料，300°C下測量其磨耗率為1.80χ 10? (kg.m)^o
[0032]實施例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晶間規聚苯乙烯(間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0%) ,18重量份的磺化間規聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計為3?5% )、5重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機中控制螺桿的轉數在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(鈦酸鉀晶須化學通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側向喂料送入到擠出機中，在擠出機中擠出得到耐磨間規聚苯乙烯復合材料，300°C下測量其磨耗率為1.70xl0_7cm3(kg.m)'
[0034]實施例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晶間規聚苯乙烯(間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0% )、23重量份的磺化間規聚苯乙烯(磺化度以摩爾百分比計為3?5% )、10重量份的增韌劑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物進行粉碎直至粒徑在200?300目，然后混合均勻后送入雙螺桿擠出機中控制螺桿的轉數在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(鈦酸鉀晶須化學通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g)側向喂料送入到擠出機中，在擠出機中擠出得到耐磨間規聚苯乙烯復合材料，300°C下測量其磨耗率為1.8x KTcn^kg.mr1。
[0036]本發明在采用玻璃纖維增強克服脆碎基礎上提高了復合材料的耐磨性，可廣泛用于汽車、電器和廚房用品等領域。
[0037]盡管已經詳細描述了本發明的實施方式，但是應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以對本發明的實施方式做出各種改變、替換和變更。
【主權項】
1.一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料，該復合材料由以下重量組分構成: 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，經機械粉碎后混勻即得； 40?75重量份的β晶間規聚苯乙烯，所述間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0% ； 18?23重量份的磺化間規聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計為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通式為K20.6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m，長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
2.根據權利要求1所述的耐磨間規聚苯乙烯復合材料，其特征在于:復合材料由以下重量組份構成: 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，經機械粉碎后混勻即得； 56重量份的β晶間規聚苯乙烯，所述間規聚苯乙烯分子量為20?50萬，間規矩大于99.0% ； 20重量份的磺化間規聚苯乙烯，其磺化度以摩爾百分比計為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通式為K2O 6Ti02，纖維直徑為0.5?0.8 μ m,長度為35?48 μ m，pH為7.5?8.5，比表面積為12?14m2/g。
3.一種權利要求1所述耐磨間規聚苯乙烯復合材料的制備方法，其特征在于:將權利要求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中控制螺桿的轉數在300?400r/min，再將中堿玻璃纖維和鈦酸鉀晶須側向喂料送入到擠出機中，在擠出機中擠出得到耐磨間規聚苯乙烯復合材料。
【專利摘要】本發明提供了一種耐磨間規聚苯乙烯復合材料及其制備方法，該耐磨間規聚苯乙烯復合材料由酚醛樹脂、二硫化鉬、β晶間規聚苯乙烯、磺化間規聚苯乙烯、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。本發明制備的間規聚苯乙烯復合材料在采用玻璃纖維增強克服脆碎基礎上提高了間規聚苯乙烯復合材料耐磨性。
【IPC分類】C08L55-02, C08K3-30, C08K7-08, C08L61-06, C08L25-06, C08K7-14
【公開號】CN104761841
【申請號】CN201510173659
【發明人】郭繼光, 耿昊, 於玉華
【申請人】張家港大塚化學有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月14日