一種高耐熱樹脂組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高耐熱樹脂組合物及其制備方法，組合物包括熱塑性高耐熱樹脂和聚醚。制備方法包括：(1)將熱塑性高耐熱樹脂和聚醚按比例混合均勻，得到高耐熱樹脂/聚醚混合物；(2)將高耐熱樹脂/聚醚經雙螺桿擠出機于290?400℃下擠出切粒，即得。本發明在具有高耐熱性的同時，還具有優秀的機械性能、優異的熔體流變性能和良好的加工性能，色澤優異、成本低廉；制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應用前景。
【專利說明】
一種高耐熱樹脂組合物及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于高分子材料領域，特別涉及一種高耐熱樹脂組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 熱塑性高耐熱樹脂(或塑料)具有優良的綜合性能，耐熱性好，剛性大，蠕變小，機 械強度高，電絕緣性好，可在較苛刻的化學、物理環境中長期使用，可替代金屬作為工程結 構材料使用，但價格較貴，產量較小。它是從上世紀后半為滿足電子電氣、國防、航空、航天 以及汽車工業等領域要求而發展起來的一類綜合性能優異的工程材料。目前已實現工業化 生產的熱塑性高耐熱樹脂主要有：聚芳酯（P〇 lyary late，PAR)、熱塑性聚酰亞胺 (Thermoplastic Polyimide，TPI )、聚諷（Polysulfone，PSU)、聚芳諷（Polyphenysulfone， PPSU)、聚釀諷（Polyethersulfone，PPSU);聚苯硫釀（Polyphenylene Sulfide，PPS)、聚苯 釀（Polyphenylene Oxide，ΡΡ0)、聚芳釀酮（Polyaryletherketone，PAEK)、聚釀釀酮 (PEEK)、聚釀酮酮（PEKK)以及熱致液晶聚合物（Thermotropic Liquid Crystal Polymer TLCP)等等。
[0003] 熱塑性高耐熱樹脂大都具有剛性骨架，有的大分子主鏈上含有大量的芳環、雜環 等結構。其化學鍵能高于一般線性C-C鍵，在高溫下使用不易發生降解和裂解，因而高耐熱 樹脂的物理力學性能和化學性能要遠遠優于通用塑料，具體表現為：（1)耐高溫性能優越： 其軟化點、玻璃化轉變溫度和熔點遠高于一般塑料。其熱變形溫度一般都大于190°C，連續 使用溫度也普遍高于150°C，從而具有更廣的使用溫度范圍；分解溫度高，并有高的抗氧化 穩定性。（2)力學性能優異：一般高耐熱樹脂的拉伸強度都大于45MPa，彎曲模量高達 2000MPa。（3)優異的耐溶劑性能：由于其玻璃化轉變溫度或其熔點很高，高耐熱樹脂一般具 有非常優越的抗化學品性能，抗水解，對大多數化學介質穩定等等。（4)綜合性能優異:耐模 損，難燃，尺寸穩定性好，耐輻射，介電性能優異等等。當然，相對于普通塑料而言，熱塑性高 耐熱樹脂原材料價格高，制備成本高:其價格一般為普通塑料的十倍到幾十倍。
[0004] 另一方面，熱塑性高耐熱樹脂的化學結構也導致了其大分子鏈的構象變化勢皇很 高，導致其熔體粘度大、粘流溫度很高，因而其加工溫度很高，通常高達300~400 °C。其次， 對于大多熱塑性高耐熱樹脂而言，其粘流溫度往往非常接近其降解溫度，這就導致其加工 溫度窗口很窄。再者，熱塑性高耐熱樹脂的熔體粘度大，這就需要加工時使用高的成型壓力 (一般在120~160MPa)。總之，熱塑性高耐熱樹脂的加工性能差，從而影響其更廣泛的應用。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種高耐熱樹脂組合物及其制備方法，該組合 物在具有高耐熱性的同時，還具有優秀的機械性能、優異的熔體流變性能和良好的加工性 能，色澤優異、成本低廉;制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應用前景。
[0006] 本發明的一種高耐熱樹脂組合物，所述組合物包括熱塑性高耐熱樹脂和聚醚;其 中，聚醚的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量的〇. 1-20%。添加少量聚醚即可顯著提高熱塑 性尚耐熱樹脂的加工性能。
[0007] 所述熱塑性高耐熱樹脂選自聚苯硫醚PPS、熱塑性聚酰亞胺TPI、聚芳醚腈PEN、聚 醚醚酮PEEK、液晶高分子LCP、聚苯醚ΡΡ0、聚醚砜PES中的一種或幾種。
[0008] 優選的，所述熱塑性高耐熱樹脂為聚苯硫醚PPS、熱塑性聚酰亞胺TPI、聚醚醚酮 PEEK、聚醚砜PES、聚苯醚ΡΡ0中的一種或幾種。
[0009] 所述聚醚選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃、改性聚醚中的一種或幾種的共聚 物。
[0010] 優選的，聚醚為乙二醇/丙二醇的共聚物或丙二醇/ 丁二醇的共聚物。
[0011] 所述改性聚醚為含有羧基或2-氨丙氧基的聚醚。
[0012] 優選的，所述聚醚的含量為熱塑性高耐熱樹脂質量的0.5-18%，為了基本不降低 熱塑性樹脂的力學性能。
[0013] 所述組合物還包括抗氧劑、增韌劑、無機增強材料中的一種或幾種;其中，抗氧劑 的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量的0.1-1 % ;增韌劑的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量 的5-15% ;無機增強材料的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量的10-50%。
[0014] 本發明的一種高耐熱樹脂組合物的制備方法，包括：
[0015] (1)將熱塑性高耐熱樹脂和聚醚按比例混合均勻，得到高耐熱樹脂/聚醚混合物；
[0016] (2)將高耐熱樹脂/聚醚經雙螺桿擠出機于290-400 °C下擠出切粒，得到高耐熱樹 脂組合物。
[0017] 有益效果
[0018] 本發明在具有高耐熱性的同時，還具有優秀的機械性能、優異的熔體流變性能和 良好的加工性能，色澤優異、成本低廉;制備方法工藝簡單，成本低，具有良好的應用前景。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0020] 原料：
[0021] 聚苯硫醚(PPS):日本寶理0220A9;
[0022]聚醚醚酮(PEEK):蘇威 kt-820p;
[0023]聚苯醚(ΡΡ0):三菱 AV90;
[0024] 聚醚砜(PES):巴斯夫E2010;
[0025] 聚釀a:聚乙二醇，Mn = 2000, Sigma;
[0026] 聚釀b:聚乙二醇二駿酸，Mn = 600，Sigma;
[0027] 聚醚c:三羥甲丙烷三聚丙二醇醚(胺基封端），Sigma;
[0028] 聚醚d:單胺基封端聚乙二醇丙二醇共聚物，亨斯邁M-1000;
[0029]聚醚e:聚四氫呋喃/環氧丙烷共聚物(胺基封端），亨斯邁THF-100;
[0030] 聚醚f:胺基封端聚丙二醇，亨斯邁D-2000;
[0031] 抗氧劑K300:4,4'_硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚）；
[0032] TCI設備與儀器:雙螺桿擠出機、熔融指數儀、萬能試驗機。
[0033] 實施例1
[0034] 將3.51^預先干燥過的？?3、358抗氧劑1(300和63(^聚醚 &混合均勻，得到??3/聚醚 混合物;將前述混合物送入雙螺桿擠出機，在310°C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。 經測定在310°C下組合物MI為17.9g/10min，拉伸強度67MPa。
[0035] 實施例2
[0036] 將3.5kg預先干燥過的PPS和315g聚醚b混合均勻，得到PPS/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在310 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在310°C下 組合物MI為18.7g/10min，拉伸強度71MPa。
[0037] 實施例3
[0038] 將3.5kg預先干燥過的PPS、35g抗氧劑K300和17.5g聚醚c混合均勻，得到PPS/聚醚 混合物;將前述混合物送入雙螺桿擠出機，在310°C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。 經測定在310°C下組合物MI為16.5g/10min，拉伸強度76MPa。
[0039] 實施例4
[0040] 將3.5kg預先干燥過的PPS和175g聚醚e混合均勻，得到PPS/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在310 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在310°C下 組合物MI為30 · 5g/10min，拉伸強度73MPa。
[0041 ] 實施例5
[0042] 將3.5kg預先干燥過的PEEK和175g聚醚f混合均勻，得到PEEK/聚醚混合物;將前述 混合物送入雙螺桿擠出機，在370°C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在370°C 下組合物MI為6.3g/10min，拉伸強度92MPa。
[0043] 實施例6
[0044] 將3.5kg預先干燥過的ΡΡ0和175g聚醚c混合均勻，得到ΡΡ0/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在300 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在300°C下 組合物MI為8.2g/10min，拉伸強度65MPa。
[0045] 實施例7
[0046] 將3.5kg預先干燥過的ΡΡ0和210g聚醚d混合均勻，得到ΡΡ0/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在300 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在300°C下 組合物MI為9.6g/10min，拉伸強度66MPa。
[0047] 實施例8
[0048] 將3.5kg預先干燥過的ΡΡ0和105g聚醚e混合均勻，得到ΡΡ0/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在300 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在300°C下 組合物MI為7.5g/10min，拉伸強度65MPa。
[0049] 實施例9
[0050] 將3.5kg預先干燥過的ΡΡ0和105g聚醚f混合均勻，得到ΡΡ0/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在300 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在300°C下 組合物MI為7.8g/10min，拉伸強度66MPa。
[0051 ] 實施例10
[0052] 將3.5kg預先干燥過的PES和210g聚醚e混合均勻，得到PES/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在350 °C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在350°C下 組合物MI為10 · 2g/10min，拉伸強度70MPa。
[0053] 實施例11
[0054] 將3.5kg預先干燥過的PPS/PP0和105g聚醚e混合均勻，得到PPS/PP0/聚醚混合物； 將前述混合物送入雙螺桿擠出機，在310°C下擠出、切粒，得到高耐熱樹脂組合物。經測定在 310°C下組合物MI為18.8g/10min，拉伸強度69MPa。
[0055] 對比例1
[0056] 將3.5kg預先干燥過的PPS送入雙螺桿擠出機，在310 °C下擠出、切粒。經測定在310 。(:下其 MI 為 lO.lg/lOmin，拉伸強度 75MPa。
[0057] 對比例2
[0058] 將3.5kg預先干燥過的TOEK送入雙螺桿擠出機，在370°C下擠出、切粒。經測定在 370°C 下其 MI 為 2.3g/10min，拉伸強度 95MPa。
[0059] 對比例3
[0060] 將3.5kg預先干燥過的PP0送入雙螺桿擠出機，在300 °C下擠出、切粒。經測定在300 。(:下其 MI 為 2.7g/10min，拉伸強度 68MPa。
[0061 ] 對比例4
[0062] 將3.5kg預先干燥過的PES送入雙螺桿擠出機，在350 °C下擠出、切粒。經測定在350 。(:下其 MI 為3.8g/10min，拉伸強度75MPa。
[0063] 對比例5
[0064] 將3.5kg預先干燥過的PPS和875g聚醚a混合均勻，得到PPS/聚醚混合物;將前述混 合物送入雙螺桿擠出機，在310°C下擠出、切粒。經測定在310°C下其MI為22.2g/10min，拉伸 強度48MPa。
[0065] 實施例1-11和對比例1-5制得的產品的各性能參數如表1所示。
[0066] 表 1
[0068]由表1可知，實施例1-11在加入0.5-18wt%的聚醚后可以在保持高耐熱樹脂的機 械強度基本不變的情況下，顯著提高MI和加工性能。對比例5在加入25wt%聚醚后，PPS強度 下降幅度很大。
【主權項】
1. 一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于:所述組合物包括熱塑性高耐熱樹脂和聚醚;其 中，聚醚的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量的0.1-20%。2. 根據權利要求1所述的一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于:所述熱塑性高耐熱樹脂 選自聚苯硫醚PPS、熱塑性聚酰亞胺TPI、聚芳醚腈PEN、聚醚醚酮PEEK、液晶高分子LCP、聚苯 醚PPO、聚醚砜PES中的一種或幾種。3. 根據權利要求1所述的一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于：所述聚醚選自聚乙二 醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃、改性聚醚中的一種或幾種的共聚物。4. 根據權利要求3所述的一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于:所述改性聚醚為含有羧 基或2-氨丙氧基的聚醚。5. 根據權利要求1所述的一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于:所述聚醚的含量為熱塑 性高耐熱樹脂質量的0.5-18 %。6. 根據權利要求1所述的一種高耐熱樹脂組合物，其特征在于:所述組合物還包括抗氧 劑、增韌劑、無機增強材料中的一種或幾種;其中，抗氧劑的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質 量的0.1-1% ;增韌劑的添加量為熱塑性高耐熱樹脂質量的5-15% ;無機增強材料的添加量 為熱塑性高耐熱樹脂質量的10-50%。7. -種如權利要求1所述的高耐熱樹脂組合物的制備方法，包括： (1) 將熱塑性高耐熱樹脂和聚醚按比例混合均勻，得到高耐熱樹脂/聚醚混合物； (2) 將高耐熱樹脂/聚醚經雙螺桿擠出機于290-400 °C下擠出切粒，得到高耐熱樹脂組 合物。
【文檔編號】C08L61/16GK106046787SQ201610494322
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】廉絮, 何勇, 鄭楚昱
【申請人】東華大學