本发明属于塑料，具体涉及一种pps工程塑料及其制备方法。
背景技术：
1、聚苯硫醚pps，是一种分子主链上含有苯硫基的高分子聚合物，属结晶型聚合物，其分子链具有很大的刚性和规整性。作为与聚酯、聚甲醛、聚苯醚、聚碳酸脂、尼龙并列的六大工程塑料之一，聚苯硫醚具有很好的耐化学性、电绝缘性、拉伸性能和阻燃性能，无需加入阻燃剂即可达到ul94-v0级水平，广泛应用于汽车部件、机械部件、电子电气部件等领域。聚苯硫醚也存在韧性差、加工成型性不好等缺点，目前主要通过添加一些分散增强纤维和无机填料对聚苯硫醚进行改性。但是无机粒子在树脂基体中分散性较差，对特定功能的改性能力较弱。
2、中国专利cn105802225a公开了一种改性聚苯硫醚增强型塑料，包括如下原料：聚苯硫醚、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚全氟乙炳烯、聚四氟乙烯，该专利通过加入玻璃纤维等填料共混来增强聚苯硫醚的机械性能、自润滑性能及阻燃性能好等，但是直接添加玻璃纤维、碳纤维等无机组分与有机树脂间相容性较差，改性能力有限。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种pps工程塑料及其制备方法，所述pps工程塑料通过加入改性玻璃纤维与相容剂来提高pps树脂的韧性，使pps工程塑料具有优异的力学性能和加工性能。
2、一种pps工程塑料，包括以下原料：80-90重量份pps树脂、30-40重量份改性玻璃纤维、1-3重量份相容剂、0.2-0.5重量份抗氧剂、0.2-0.5重量份润滑剂、0.2-0.5重量份助剂。
3、玻璃纤维作为补强填料可以改善工程塑料的热稳定性、抗冲击性、低翘曲性等。但是玻璃纤维本身是一种极性很强的无机材料，其主要包括氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁等成分，存在与有机聚合物pps树脂之间的界面结合性较差、相容性不佳的问题。这使得玻璃纤维作为补强材料时，不仅加工性能较差(加工时pps会产生毛屑、碎屑等)，而且影响玻璃纤维与pps树脂之间的应力传递，对工程塑料的性能造成不利影响。为此，本发明对玻璃纤维进行改性处理。
4、所述改性玻璃纤维的制备方法为：
5、a1、将玻璃纤维加入羟基化溶液中反应，得到预处理玻璃纤维；
6、a2、将对氨基苯基三甲氧基硅烷与苯乙烯乙基三甲氧基硅烷加入到dmf中，再加入预处理玻璃纤维反应，得到改性玻璃纤维。
7、本发明首先通过羟基化溶液对玻璃纤维进行预处理，增加玻璃纤维表面的活性基团。接着，通过硅烷组合试剂对预处理玻璃纤维进行硅烷处理，苯乙烯乙基三甲氧基硅烷与对氨基苯基三甲氧基硅烷作为硅烷组合试剂用于改善粘接能力，其耐温性优良且结构与pps树脂苯基链段相似，起到pps树脂与玻璃纤维之间结合的桥梁作用，赋予玻璃纤维表面与基体树脂良好的相容性。另外，硅烷处理玻璃纤维也有利于后续酰亚胺环及聚氨酯与玻璃纤维结合更加紧密，在帮助玻璃纤维与树脂结合的同时，有效防止因界面遭受外因破坏而滑移导致塑料性能下降的问题。
8、优选的，所述改性玻璃纤维的制备方法为：
9、a1、将玻璃纤维加入羟基化溶液中反应，得到预处理玻璃纤维；
10、a2、将对氨基苯基三甲氧基硅烷与苯乙烯乙基三甲氧基硅烷加入到dmf中，再加入预处理玻璃纤维反应，得到硅烷处理玻璃纤维；
11、a3、将水性聚氨酯与聚酰亚胺加入到水中均质，然后加入改性石墨烯、硅烷处理玻璃纤维反应，得到改性玻璃纤维。
12、进一步，本发明通过水性聚氨酯、聚酰亚胺与改性石墨烯对玻璃纤维改性处理。水性聚氨酯分子量大，含有强极性基团，能在玻璃纤维表面形成致密保护层隔绝外界，修复玻璃纤维表面的微裂纹，有利于保证力学性能的稳定，同时其含有的活性氨基在高温加工中可有效保护玻璃纤维并与树脂形成良好结合。而聚酰亚胺耐热性好，其主体结构为酰亚胺与pps树脂中的苯硫基可以形成良好的结合,很好的辅助聚氨酯提升体系的耐热性，避免聚氨酯在高温加工中产生聚集而造成对玻璃纤维与树脂结合不利的影响。改性后石墨烯的表面张力小、不易团聚，且表面含有羧基基团，在均质液中均匀分布，与玻璃纤维接枝后可以很好的发挥自身力学优势，提高玻璃纤维的补强作用，使工程塑料的性能更加优异、稳定。
13、优选的，所述改性玻璃纤维的制备方法为：
14、a1、将10-15重量份玻璃纤维加入到40-60重量份羟基化溶液中混合均匀，在105-115℃下回流反应2-3h，结束后过滤、干燥，得到预处理玻璃纤维；
15、a2、将3-5重量份对氨基苯基三甲氧基硅烷与1-2重量份苯乙烯乙基三甲氧基硅烷加入到20-40重量份dmf中混合均匀，再加入7-10重量份预处理玻璃纤维，在70-75℃下反应10-15h，结束后过滤、干燥，得到硅烷处理玻璃纤维；
16、a3、将2-5重量份水性聚氨酯与1-3重量份聚酰亚胺加入到90-100重量份水中混合均匀，均质2-5min，然后加入0.5-1.5重量份改性石墨烯、4-6重量份硅烷处理玻璃纤维，在40-50℃下反应1-3h，结束后过滤、干燥，得到改性玻璃纤维。
17、优选的，所述羟基化溶液由20-30wt％双氧水与92-98wt％硫酸按质量比5-7:1组成。
18、优选的，所述均质的条件为7000-10000r/min。
19、优选的，所述改性石墨烯的制备方法为：
20、将0.5-0.7重量份氧化石墨烯加入到120-160重量份水中混合均匀，超声0.5-2h；然后加入0.6-1重量份联氨，在90-95℃下反应18-22h；再降温至65-70℃后加入0.7-1重量份3-氨基联苯-3-羧酸、8-12重量份亚硝酸叔丁酯的乙醇溶液与0.2-0.4重量份氢氧化钾继续反应18-22h；结束后将ph调至中性，过滤、干燥，得到改性石墨烯。
21、优选的，所述超声的条件为超声功率400-600w、超声频率20-35khz。
22、优选，所述亚硝酸叔丁酯的乙醇溶液的浓度为0.1-0.3wt％。
23、所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙烯醇共聚物、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中至少一种。
24、本发明优选乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物组成相容剂，其中含有的环氧基可以与pps树脂的硫氢基、改性玻璃纤维表面的羟基发生反应，有效改善了pps树脂与玻璃纤维之间的界面结合性和相容性。而且发明人还发现上述相容剂组合还对提升pps工程塑料的韧性有一定的贡献。
25、优选的，所述相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物的混合物；所述乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物的质量比为1-2:1。
26、所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯、3,3'-硫代二丙酸双十八酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯与1,1,3-三(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷中至少一种。
27、优选的，所述抗氧剂为亚磷酸三苯酯与3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯的混合物；所述亚磷酸三苯酯与3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯的质量比为1-3:1。
28、所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、硅酮粉中至少一种。
29、优选的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
30、所述助剂为氧化锌、二氧化钛与氧化锆中任意一种。
31、优选的，所述助剂为氧化锌。
32、本发明还提供了上述pps工程塑料的制备方法。
33、上述pps工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
34、取pps树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂与助剂按重量份混合后从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将改性玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，熔融，挤出造粒，得到所述pps工程塑料。
35、本发明的有益效果：
36、本发明提供的pps工程塑料具有很好的韧性和加工性，抗冲击强度和弯曲强度优异。本发明采用的改性玻璃纤维，可以避免直接添加玻璃纤维作为补强材料时与pps树脂之间的界面结合性较差、相容性不佳、加工性能差的问题。本发明通过羟基化溶液增加玻璃纤维表面的活性基团，再以苯乙烯乙基三甲氧基硅烷与对氨基苯基三甲氧基硅烷作为硅烷组合试剂用于改善粘接能力，起到pps树脂与玻璃纤维之间结合的桥梁作用，赋予玻璃纤维表面与基体树脂良好的相容性。最后通过水性聚氨酯、聚酰亚胺与改性石墨烯对玻璃纤维改性处理，水性聚氨酯能在玻璃纤维表面形成致密保护层隔绝外界，修复玻璃纤维表面的微裂纹，有利于保证力学性能的稳定，而聚酰亚胺耐热性好，其主体结构为酰亚胺与pps树脂中的苯硫基可以形成良好的结合,很好的辅助聚氨酯提升体系的耐热性，避免聚氨酯在高温加工中产生聚集而造成对玻璃纤维与树脂结合不利的影响，改性后石墨烯的表面张力小、不易团聚，且表面含有羧基基团，与玻璃纤维接枝后可以很好的发挥自身力学优势，提高玻璃纤维的补强作用，使工程塑料的性能更加优异、稳定。