一种tlcp改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法
阅读说明：本技术 一种tlcp改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法 (TLCP (thermotropic liquid Crystal Polymer) modified polyphenylene sulfone/polycarbonate composite material and preparation method thereof ) 是由 张东宝 于冉 徐良 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法,其中,所述TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料,按质量分数计,包括：聚亚苯基砜树脂50-70％；聚碳酸酯10-25％；TLCP5-10％；玻璃纤维5-10％；助剂0-5％。本发明所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料能够克服现有的聚亚苯基砜材料的熔点和粘度高不利于加工成型的缺陷,有利于大规模推广使用。(The invention discloses a TLCP (thermotropic liquid Crystal Polymer) modified polyphenylene sulfone/polycarbonate composite material and a preparation method thereof, wherein the TLCP modified polyphenylene sulfone/polycarbonate composite material comprises the following components in parts by mass: 50-70% of polyphenylene sulfone resin; 10-25% of polycarbonate; TLCP 5-10%; 5-10% of glass fiber; 0-5% of auxiliary agent. The TLCP modified polyphenylene sulfone/polycarbonate composite material prepared by the invention can overcome the defects that the existing polyphenylene sulfone material is high in melting point and viscosity and not beneficial to processing and molding, and is beneficial to large-scale popularization and application.)
技术领域
本发明涉及复合材料
技术领域
，尤其涉及一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法。背景技术
聚亚苯基砜(PPSU)具有良好的力学性能、生物相容性、耐溶剂性能以及极佳的耐热性能，使其在市场中供不应求，然而，热塑性的PPSU高达335℃的加工温度与较大的熔体粘度，妨碍了PPSU的大规模使用。玻璃纤维(GF)具有极高的拉伸强度及模量，价格便宜，用其填充聚亚苯基砜基体不仅可以大幅降低材料的制备成本，而且可以提高聚合物的强度、刚性、尺寸稳定性及耐热性能，使聚合物材料改性的重要手段。但是，制备成型的GF/PPSU复合材料需要高温，且生产制备的效率极低，制备时间长，不利于大规模的推广使用。
因此，现有技术还有待于进步和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法，旨在解决现有的聚亚苯基砜材料难以在工业上大规模使用的技术问题。
本发明的技术方案如下：
一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，按质量百分比计，包括如下组分：
所述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，所述聚亚苯基砜树脂为聚苯硫与过乙酸反应制得的线性聚合物。
所述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，所述助剂包括有相容剂、抗氧剂和润滑剂。
所述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃。
所述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，所述抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)异氰酸酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的混合物。
所述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，所述润滑剂为硅铜粉、硬脂酸钙和N，N’-乙撑双硬脂酰胺的混合物。
本发明还提供有一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的制备方法，用于制备前述的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，其中，包括步骤：
将聚亚苯基砜树脂、聚碳酸酯、玻璃纤维、TLCP以及助剂进行混合，得到混合物；
将所述混合物依次通过熔融挤出、切粒得到TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料。
有益效果：本发明中通过在聚亚苯基砜树脂中添加聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP能够有效降低体系的熔点，且体系的熔体流动性能大幅增加，其中，添加的低粘度的聚碳酸酯能够有效的将高粘度的聚亚苯基砜进行包裹，添加的TLCP能够在聚碳酸酯降低体系粘度的基础上，进一步地将体系进行稀释，降低体系的粘度，同时，对体系的内部结构进行调整，此外，添加的玻璃纤维能够有效增加体系的强度，从而使得所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料在能适应大规模的加工成型的同时，具有优异的力学性能，从而有利于大规模的推广使用。
具体实施方式
本发明提供一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中提供了一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料，按质量百分比计，包括有：聚亚苯基砜树酯50-70％；聚碳酸酯10-25％；TLCP5-10％；玻璃纤维5-10％；助剂0-5％。
本发明中，通过在聚亚苯基砜树脂(PPSU)中添加聚碳酸酯(PC)、玻璃纤维以及TLCP能够有效降低体系的熔点，且体系的熔体流动性能大幅增加，其中，加入的低粘度的聚碳酸酯能够将高粘度的PPSU包覆于其中，从而使得整个体系的粘度明显下降；同时，通过在体系中添加TLCP能够对整个体系的粘度做进一步的稀释，且加入的TLCP能够对整个体系的内部结构进行调整，有利于TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的形成。
进一步地，在本发明中还添加有玻璃纤维，加入的玻璃纤维能够对所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的强度进行增强，从而使得所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料具有良好的力学性能。
另外，需要说明的是，本发明中所采用的聚亚苯基砜与聚碳酸酯均为具有刚性分子链的聚合物材料，其分子链较易形成稳定的原纤维聚集状结构，成束的原纤维混乱交错排列进而形成疏松的网络，而这类网络中大量的自由空间可吸收来自外加载荷中的大量能量，从而使得本发明所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料具有较好的抗冲击性能。
进一步地，本发明提供了一种TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的制备方法，其包括有步骤：
S10、将聚亚苯基砜树脂、聚碳酸酯、玻璃纤维、TLCP以及助剂进行混合，得到混合物；
S20、将所述混合物依次通过熔融挤出、切粒得到TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料。
下面通过具体实施例对本发明一种聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料的制备方法做进一步的解释说明：
实施例1
取100g的聚亚苯基砜、20g的聚碳酸酯、10g的玻璃纤维以及10g的TLCP，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例2
取140g的聚亚苯基砜、20g的聚碳酸酯、10g的玻璃纤维以及10g的TLCP，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例3
取140g的聚亚苯基砜、50g的聚碳酸酯、10g的玻璃纤维以及10g的TLCP，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例4
取140g的聚亚苯基砜、50g的聚碳酸酯、20g的玻璃纤维以及10g的TLCP，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例5
取140g的聚亚苯基砜、50g的聚碳酸酯、20g的玻璃纤维以及20g的TLCP，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维以及TLCP混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例6
取140g的聚亚苯基砜、50g的聚碳酸酯、20g的玻璃纤维、20g的TLCP以及10g的助剂，并将聚亚苯基砜和聚碳酸酯置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜、聚碳酸酯、玻璃纤维、TLCP以及助剂混合均匀后，通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜/聚碳酸脂复合材料。
实施例7
取140g的聚亚苯基砜，并将聚亚苯基砜置于烘箱中，于80℃干燥4-6h，其后，将聚亚苯基砜通过挤出机挤出，并对牵引出的线材进行冷切粒，从而得到聚亚苯基砜材料。
进一步地，本发明中，对实施例1至实施例7中所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的性能进行分析，其中，实施例7作为对照组，结果如下表所示：
本发明中，先分别取30g实施例1至实施例7中所制备的冷切后的材料粒子，并将称取的材料例子置于烘箱中进行干燥，其后，通过注塑成型机检测实施例1至实施例7中所制备的材料例子的注塑成型温度。根据上表的结果显示，本发明所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的注塑成型温度相对于聚亚苯基砜材料而言，具有明显的降低。
进一步地，本发明中通过熔体流动速率仪对实施例1至实施例7中的材料粒子的熔体流动速率进行检测，其中，温度设定为330℃，负载为5kg，口模系数为2.065，结果如下表所示：
从上表数据可看出，相对于实施例7中所制备的聚亚苯基砜材料的熔体流动速率，本发明所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料的熔体流动速率得到明显的提升。
更进一步地，本发明中对实施例1至实施例7中所制备的材料粒子的力学性能进行分析，结果如下表所示：
从表中数据可得知，本发明所制备的TLCP改性的聚亚苯基砜/聚碳酸酯复合材料具有较好的力学性能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。