鈦酸鉀纖維與聚苯硫醚的復(fù)合方法
【專利說明】鈦酸鉀纖維與聚苯硫醚的復(fù)合方法
[0001]本發(fā)明屬于用鈦酸鉀纖維與聚苯硫醚復(fù)合制成復(fù)合材料的方法改進(jìn)。
[0002]以往用鈦酸鉀纖維與聚苯硫醚復(fù)合制成復(fù)合材料的方法，如Eur.pat.Appl.Ep309982(CL, C08J, 5/24A)05 Arp 1989 US Appl.103246，30SEP1987，是用高分子量聚苯硫醚與陶瓷纖維(包括鈦酸鉀纖維)直接熱捏合而成。捏合過程中由于沒有經(jīng)過聚苯硫醚由低分子量到高分子量的化學(xué)過程，這時高分子量聚苯硫醚的粘度高、流動性小，很難均勻分布在所有鈦酸鉀纖維上面是造成均勻度不好的一個原因；加以鈦酸鉀纖維沒有事先經(jīng)過分散劑處理而往往存在聚集狀的纖維束，，這些聚集狀的纖維束的存在是造成復(fù)合材料的不均勻性增加的又一原因，因此制得的復(fù)合材料性能還不夠理想。
[0003]本發(fā)明的目的在于尋找增加這種復(fù)合材料均勻度并提高該材料性能的一種復(fù)合方法。
[0004]本發(fā)明的要點是首先把鈦酸鉀纖維粉末與合成聚苯硫醚用的六磷胺溶劑(兼分散劑)在縮聚釜中充分?jǐn)嚢枋光佀徕浝w維充分均勻分散，防止纖維聚集束發(fā)生，然后加入合成聚苯硫醚所需的其他原料:無水硫化鈉、對二氯苯及磷酸鹽催化劑等，其用量克分子比為1:1: 0.7，在200-226°C溫度和常壓下，猛烈攪拌，進(jìn)行逐步升溫的縮聚反應(yīng)，最初使用低溫200°C，使初生成的低分子量聚苯硫醚，因其流動性好，得以充分均勻扮布和潤濕在釜中的每個鈦酸鉀纖維，然后升溫到226°C，并延長縮聚反應(yīng)時間，浴室每個細(xì)微鈦酸鉀纖維顆粒上的低分子量聚苯硫醚的分子量逐步增加，知道高分子量的聚苯硫醚生產(chǎn)后，停止反應(yīng)，經(jīng)過分離去除雜質(zhì)，而獲得均勻的高分子量聚苯硫醚與鈦酸鉀纖維的復(fù)合材料。
[0005]本發(fā)明的特質(zhì):(I)在有液體溶劑兼分散劑六膦胺的條件下復(fù)合成聚苯硫醚與鈦酸鉀纖維的復(fù)合材料。(2)制造這種復(fù)合材料時不用熱捏合及其二是在縮聚釜中進(jìn)行。(3)在鈦酸鉀纖維上使用低分子量聚苯硫醚逐步縮聚為高分子量聚苯硫醚，并形成鈦酸鉀纖維與高分子量聚苯硫醚的復(fù)合材料。實踐證明，本發(fā)明的有點事:①鈦酸鉀纖維與高分子量聚苯硫醚形成高度分散、高度均勻的復(fù)合材料按所述方法獲得的復(fù)合材料容易用水和乙醇等洗去不必要的雜質(zhì)，因產(chǎn)物為海綿狀顆粒，過濾冼滌效果好，復(fù)合材料品質(zhì)高；③鈦酸鉀纖維引入縮聚反應(yīng)器中，不僅不障礙高分子量聚苯硫醚的形成，反而使得縮聚反應(yīng)時間縮短。
[0006]從理論上將，聚苯硫醚分子結(jié)構(gòu)張的端機(jī)硫原子(S)含孤對電子，它容易與鈦酸鹽中鈦原子(T)的空軌道生產(chǎn)化學(xué)鍵-S-T1-，而把兩種物質(zhì)結(jié)合起來，尤其是在六膦胺溶劑存在和加熱條件下更是如此，把這種S原子和Ti原子參加形成化學(xué)鍵的結(jié)合，簡稱ST結(jié)合，即鈦酸鉀纖維的鈦原子與聚苯硫醚的端機(jī)硫原子結(jié)合形成化學(xué)鍵制成的復(fù)合材料已不是機(jī)械混合，而有化學(xué)結(jié)合，這在樣品XRD分析中獲得初步證實，表現(xiàn)為鈦酸鉀纖維晶體結(jié)構(gòu)最強(qiáng)兩個X-射線衍射峰標(biāo)志的d(A) = 8.843, d (A) = 6.190，變?yōu)閺?fù)合聚苯硫醚后鈦酸鉀纖維的同樣兩個最強(qiáng)衍射峰標(biāo)志的d(A) = 7.682, d(A) = 6.401.
[0007]關(guān)于ST結(jié)合的旁證，可與眾所周知的鈦酸酯中鈦原子⑴空軌道與玻璃纖維中的含孤對電子的氧原子(O)形成-O-T1-化學(xué)鍵，使得玻纖與鈦酸酯偶聯(lián)劑具有OT結(jié)合相類似，但不同的是在本文中已用硫原子代替了氧原子，已將OT幾何改為ST結(jié)合。
[0008]本發(fā)明于已有技術(shù)相比，具有設(shè)備簡單，可免用熱捏合機(jī)；生產(chǎn)的ST復(fù)合材料，所用形成溫度低；溶劑回收產(chǎn)量質(zhì)量高和復(fù)合材料性能好等特點。
[0009]實施例:在反應(yīng)器(縮聚釜)中加入6克經(jīng)磨細(xì)后的鈦酸鉀纖維(K2Ti6O3)和六膦胺100ml，在200°C溫度下，攪拌I小時，然后加入無水磷酸鈉25克，含量為92%的無水硫化鈉17克，對二氯苯29克，繼續(xù)在210°C溫度反應(yīng)1.5小時，最后在220_226°C下反應(yīng)四小時，得近白色混合物，停止反應(yīng)，減壓回收溶劑兼分散劑六膦胺后，用熱去離子水和乙醇洗滌反應(yīng)產(chǎn)物，干燥，得聚苯硫醚復(fù)合鈦酸鉀纖維25克，收率90%以上。產(chǎn)物經(jīng)制樣，測得復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度> 1210公斤/厘米2，抗彎前度> 1720公斤/厘米2。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明特征是在縮聚釜中首先用在縮聚釜中首先用六磷銨分散劑(兼作聚苯硫醚合成用溶劑)在加熱和攪拌條件下吧鈦酸鉀纖維中的聚集狀纖維束分散為單一的鈦酸鉀纖維，然后加入合成聚苯硫醚所需的原料硫化鈉，、對二氯苯及磷酸鹽催化劑等，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，最初在這些纖維上合成低分子量聚苯硫醚，繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，使聚苯硫醚在纖維上逐步增加分子鏈長，最后得到高分散度、高均勻度的鈦酸鉀纖維與高分子量聚苯硫醚的復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1，用分散劑在縮聚釜中分散狙擊態(tài)鈦酸鉀纖維，使之成為單一的纖維。3.根據(jù)權(quán)利要求1，太鈦酸鉀纖維上在縮聚釜中合成低分子量和高分子量聚苯硫醚。
【專利摘要】本發(fā)明屬于用鈦酸鉀纖維與聚苯硫醚復(fù)合制成復(fù)合材料的方法改進(jìn)。在縮聚釜中首先用六磷銨分散劑(兼作聚苯硫醚合成用溶劑)在加熱和攪拌條件下吧鈦酸鉀纖維中的聚集狀纖維束分散為單一的鈦酸鉀纖維，然后加入合成聚苯硫醚所需的原料硫化鈉、對二氯苯及磷酸鹽催化劑等，進(jìn)行縮聚反應(yīng)，最初在這些纖維上合成低分子量聚苯硫醚，繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，使聚苯硫醚在纖維上逐步增加分子鏈長，最后得到高分散度、高均勻度的鈦酸鉀纖維與高分子量聚苯硫醚的復(fù)合材料。
【IPC分類】C08K7/08, C08G75/02, C08K3/34
【公開號】CN105566634
【申請?zhí)枴緾N201410542494
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】劉凱
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月14日