一種耐汽油玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于改性塑料領(lǐng)域，具體涉及一種耐汽油玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 間規(guī)聚苯乙烯（sPS)是在茂金屬催化劑作用下合成的間同結(jié)構(gòu)聚苯乙烯樹脂，其 苯環(huán)交替排列在大分子鏈的兩側(cè)。sPS結(jié)晶速度快，又稱高結(jié)晶聚苯乙烯，具有優(yōu)異的耐熱、 耐化學(xué)腐蝕、耐蒸汽、耐溶劑性、電氣性能(介電損耗小、耐漏電起痕性高)等特點，在許多領(lǐng) 域可以與聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龍66(PA66)等工程料，甚至聚苯硫醚(PPS)、液晶 聚合物(LCP)等特種工程料進行競爭。但是，sPS氧指數(shù)比較低，而且耐汽油性比較差，這勢 必會影響其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明首要目的在于提供一種可以耐受汽油 同時具有優(yōu)異機械性能和耐熱性能的玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料，可以用于對以上性 能要求較高的電子電氣、機械化工等相關(guān)領(lǐng)域。
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐汽油玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料的制備方 法。
[0005] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種耐汽油玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料，該復(fù)合材料由間規(guī)聚苯乙烯（sPS)、 尼龍66 (PA66 )、玻纖(玻璃纖維）、無鹵阻燃劑、增韌劑、相容劑、抗氧劑和潤滑劑組成，以重 量百分比計算，各組分用量如下： sPS 20 ~40% PA66 20-40% 玻纖 10~30% 無鹵阻燃劑 6~13%
[0007] 增韌劑 2~8% 相容劑 2~8% 偶聯(lián)劑 0.2-0.8% 抗氧劑 0 2~0.6% 潤滑劑 0.4~0.8%，
[0008]所述的相容劑為sPS-g-MAH(間規(guī)聚苯乙烯接枝馬來酸酐）。
[0009] 相容劑sPS-g-MAH的一端含有sPS，另一端含有與PA66和玻纖表面極性基團反應(yīng)的 MAH，能夠提高sPS與PA66以及sPS與玻纖的結(jié)合，起到更好的相容作用。
[0010] 優(yōu)選地，所述的sPS為高抗沖間規(guī)聚苯乙烯，其懸臂梁缺口沖擊強度大于lOKJ/m2 (IS0180,23〇C)〇
[0011] 優(yōu)選地，所述的PA66，其特征粘度為2.0~3.4。相對粘度低于2.0的尼龍66的分子 量過低，材料力學(xué)性能較差;而相對粘度高于3.4的尼龍66流動性差，帶來加工困難。
[0012] 優(yōu)選地，所述的玻纖為無堿玻纖，且單絲直徑為7~17μπι，短切長度為3~24mm。直 徑小于7μπι的纖維制備困難，而且在復(fù)合材料加工過程中容易磨損，強度損失很大;直徑大 于17μπι的玻纖會影響與樹脂的結(jié)合，同樣影響復(fù)合材料的性能。為了增加玻纖與樹脂的結(jié) 合力，玻纖表面采用硅烷偶聯(lián)劑進行處理。
[0013] 優(yōu)選地，所述無鹵阻燃劑為紅磷母粒。所述紅磷母粒優(yōu)選為通過50~90(重量）％、 500~1500目的紅磷先經(jīng)過穩(wěn)定劑、低分子蠟包覆后再與POE-g-MAH擠出造粒得到紅磷母 粒。
[0014] 優(yōu)選地，所述的增韌劑為POE-g-MAH(聚氧化乙烯接枝馬來酸酐）。
[00?5]優(yōu)選地，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑為y -氣丙基二乙氧基硅烷；
[0016]優(yōu)選地，所述的抗氧劑為受阻酚、亞磷酸酯組成的復(fù)配抗氧體系；
[0017]優(yōu)選地，所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。
[0018] 為了改善sPS氧指數(shù)比較低、耐汽油性比較差的缺點，同時保證材料仍然保持良好 的耐熱性能和機械性能，本發(fā)明擬加入耐汽油性能優(yōu)異，同時具有優(yōu)異耐熱性能和機械性 能的尼龍66(PA66)與sPS復(fù)合，并加入玻纖和紅磷進行增強和阻燃改性，制備耐汽油玻纖增 強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料。
[0019] 為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明一方面通過相容劑和增韌劑的優(yōu)選解決sPS和PA66 相容性差的問題，另一方面選擇POE-g-MAH載體的紅磷母粒實現(xiàn)材料的高耐熱無鹵阻燃。本 發(fā)明采用具有高極性的馬來酸酐(ΜΑΗ)接枝的sPS為相容劑，同時采用聚烯烴彈性體(Ρ0Ε) 接枝馬來酸酐對材料進行增韌劑，改善了 sPS和PA66的相容性，使材料具有優(yōu)異的機械性 能。本發(fā)明采用的紅磷無鹵阻燃劑具有高效阻燃，不降低材料耐熱（其他無鹵阻燃劑，特別 是磷酸酯類的無鹵阻燃劑，由于其增塑作用，會使材料耐熱明顯降低）的特點，同時采用母 粒的形式，可以在保證紅磷穩(wěn)定性的同時改善其分散，從而改善加工性能和阻燃性能。
[0020] -種制備上述耐汽油玻纖增強無鹵阻燃sPS復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 先將偶聯(lián)劑和無鹵阻燃劑于80~100°C混合3~5min，然后再加入sPS、PA66、增韌劑劑、相容 劑、抗氧劑和潤滑劑于60~80°C混合3~5min，最后將混合后的物料加入擠出機主喂料斗， 在側(cè)喂料斗加入10~30%的玻纖，通過雙螺桿擠出機擠出造粒，制得耐汽油玻纖增強無鹵 阻燃sPS復(fù)合材料。雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300~500r/min，溫度為260~300°C。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：
[0022] (1)PA66具有優(yōu)異的耐汽油性能和耐熱性能，其加入可以大大改善sPS耐汽油性的 同時，對sPS的耐熱性影響不大，拓展其使用范圍。
[0023] (2)采用sPS-g-MAH作為相容劑，能夠提高sPS樹脂與PA66樹脂以及sPS樹脂與玻纖 的界面結(jié)合，改善sPS復(fù)合材料界面均一1性，提高復(fù)合材料的耐汽油性能。
[0024] (3)采用紅磷母粒為無鹵阻燃劑，其高磷含量可以降低阻燃劑的添加量;紅磷無機 填料的特性不會降低材料的耐熱性;采用母粒形式可以改善加工性能和阻燃性能。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此， 所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施 例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于 本發(fā)明保護的范圍。
[0026] 本發(fā)明實施例和對比例均按照標準要求注塑成測試用的標準樣條并進行測試。其 中，拉伸強度按照IS0527標準，垂直燃燒按照UL94標準（1.6mm)，熱變形溫度測試按照 IS075-2標準(0.45MPa)。耐汽油性能采用樣條在95號汽油浸泡100小時后拉伸強度的保持 率進行評估，具體測試過程如下：（1)將拉伸樣條放置于裝有95號汽油的密閉玻璃瓶中，樣 條完全浸泡在汽油中；（2)將裝有樣條的玻璃瓶放置于80°C的恒溫烘箱中；（3) 100小時后將 樣條取出，取出表面油跡后放置于23°C，濕度50%的培養(yǎng)箱中24小時后進行拉伸測試，每個 條件測試5根樣條并以平均值為測試結(jié)果，并計算拉伸強度相對于初始拉伸強度的百分比。
[0027] 本發(fā)明實施例和對比例中用到的原料如下：
[0028] sPS:XAREC? S105(懸臂梁缺口沖擊強度20KJ/m2，IS0180,23°C)，日本出光 (Idemitsu)公司；
[0029] PA66:PA66EPR27(特征粘度2.7)，神馬實業(yè)股份有限公司；
[0030] 玻纖ECS3014B:單絲直徑13μm，短切長度4.5mm，重慶國際復(fù)合材料有限公司；
[0031] 無鹵阻燃劑:FRP-950X(紅磷母粒，微膠囊紅磷含量80%，P0E-g-MAH載體)廣州市 銀塑阻燃材料有限公司；
[0032]增韌劑:FUSN493D(P0E-g-MAH)，美國杜邦(DuPont)公司；FG1901 (SEBS-g-MAH)，美 國科騰(Kraton)公司；
[0033]相容劑:9012PA(sPS-g-MAH)，德國畢克(BYK)公司；
[0034] 偶聯(lián)劑:ΚΒΜ-903( γ-氨丙基三乙氧基硅烷），日本信越(Shinetsu)公司；
[0035] 抗氧劑:受阻酚1098(N，N'_雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；┘憾罚?， 亞磷酸酯S_9228(雙(2,4 一二酷基)季戊四醇二亞磷酸酯），美國都福(Dover)公司；
[0036]潤滑劑:PETS(季戊四醇硬脂酸酯），美國龍沙(Lonza)公司。
[0037] 實施例1