專(zhuān)利名稱(chēng)：氫氧化鎂晶須增強(qiáng)abs復(fù)合材料的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種制取ABS復(fù)合材料的方法及產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、 電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好、可再生 等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用，但該種材料容易燃燒，火焰呈 黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，所以通常要在 該種材料中加入一定數(shù)量的阻燃劑，形成復(fù)合材料，以此降低材料的燃燒性。 氫氧化鎂粉體是一種無(wú)機(jī)阻燃劑新材料，在分解過(guò)程中不釋放任何有毒有害氣 體，且比氫氧化鋁、氧化銻等無(wú)機(jī)阻燃劑有更好的抑煙作用，是一種很有發(fā)展 前途的高分子聚合物用無(wú)機(jī)阻燃添加劑。在美國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家氫氧化 鎂的產(chǎn)量已占無(wú)機(jī)阻燃劑生產(chǎn)總量的30%。然而普通氫氧化鎂粉體作為阻燃劑 使用時(shí)效果并不十分理想，這是因?yàn)樵诟叻肿泳酆衔镏兄挥挟?dāng)氫氧化鎂粉劑的 添加量230份(質(zhì)量份數(shù))時(shí)，方能取得理想的阻燃效果。如此高的添加顆?；?片狀氫氧化鎂粉體會(huì)使復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。
本項(xiàng)發(fā)明以ABS材料為基料，以氫氧化鎂晶須為添加劑，尋求能夠明顯改 善ABS材料性能的晶須最佳加入方法及數(shù)量，并制造出綜合性能好、阻燃的復(fù) 合材料產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
.氫氧化鎂晶須材料加入到ABS聚合物中具有阻燃、抑煙和增強(qiáng)的雙重作用。 這是因?yàn)檩^大長(zhǎng)徑比的晶須能夠均勻分布到ABS基體，材料受熱且達(dá)到34(TC 度以上時(shí)氫氧化鎂晶須材料才會(huì)分解，此溫度高于氫氧化鋁無(wú)機(jī)阻燃劑的分解 溫度10(TC，且能避免材料燃燒，進(jìn)而起到了阻燃作用。另外。從晶須增強(qiáng)材料 的機(jī)理分析認(rèn)為加入晶須形成的復(fù)合材料在其拉伸斷裂過(guò)程中，經(jīng)歷了一個(gè) 塑性變形、界面解離和脆斷的過(guò)程。由于晶須為單晶體，具有較高的彈性模量。
3復(fù)合材料承受外力經(jīng)歷了一定的塑性變形之后，晶須開(kāi)始承擔(dān)和吸收大部分外 來(lái)作用力，通過(guò)晶須傳導(dǎo)使其對(duì)于基體的作用力大為減弱，在一定的范圍內(nèi)， 基體中的晶須增多且分布的越均勻，晶須所承受和消耗的作用力越大，因此復(fù) 合材料的斷裂強(qiáng)度也就會(huì)逐步加大。當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到足夠大時(shí)，復(fù)合材料表面及 其內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)諸多微小裂紋并向多個(gè)方向擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到晶須所在位置時(shí)， 因晶須彈性模量極高，裂紋一般難以穿過(guò)晶須繼續(xù)按原來(lái)的方向擴(kuò)展，裂紋發(fā) 生偏轉(zhuǎn)致使局部作用力改變了方向，進(jìn)一步消耗作用能量。偏轉(zhuǎn)后的裂紋因擴(kuò) 展路徑的增長(zhǎng)需要消耗更多的能量，這些因素都導(dǎo)致材料斷裂強(qiáng)度的增加。
本方法所使用的添加劑為氫氧化鎂晶須。晶須直徑S0.5,，長(zhǎng)徑比SO，純 度為95%以上。所使用的ABS材料為市場(chǎng)普遍出售的粒狀原料。兩種材料按照 以下方法進(jìn)行混合制備
1,原料比例。本項(xiàng)發(fā)明以ABS材料為基料，以氫氧化鎂晶須為添加劑， 取ABS基料的質(zhì)量為IOO份時(shí)，氫氧化鎂晶須的加入質(zhì)量比例為10~50份，如 在質(zhì)量為100份ABS基料中晶須加入質(zhì)量比例為20份時(shí)，簡(jiǎn)稱(chēng)晶須加入量為 20份；
2,混煉工藝。將混煉機(jī)預(yù)熱到140-240 °C。然后加入ABS基料攪拌熔融 10~15 min,再按比例加入氫氧化鎂晶須進(jìn)行混合熔煉，混煉攪拌轉(zhuǎn)速5 30r/min， 混煉時(shí)間5 15min，自然冷卻制成ABS基氫氧化鎂晶須復(fù)合材料，供企業(yè)制作 汽車(chē)家電電子產(chǎn)品外殼、燈具、玩具、汽車(chē)零部件等使用。
上述復(fù)合材料也可以通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)混煉，具體方法是在ABS基料中按 前述比例加入氫氧化鎂晶須，經(jīng)充分混勻后放入到雙螺桿擠出機(jī)中混煉，并制 成茅立狀復(fù)合材料。
發(fā)明效果
l.發(fā)明人將復(fù)合材料按照國(guó)標(biāo)制作成標(biāo)準(zhǔn)試樣，并利用RGT-10型微機(jī)控制 電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)所得試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量等項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行 測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)比基體材料性能都有明顯提高。另外材料的燃燒性明顯下降。
.2發(fā)明人將復(fù)合材料試樣置于液氮中冷卻2min后迅速脆斷，利用日立公司 生產(chǎn)的S-3400N型高分辨率掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合材料斷口，從中看到在晶 須用量在50份以下情況下，晶須能夠比較均勻的分散于基料中且長(zhǎng)徑比保持較
4好。正式由于晶須在基體材料中的均勻分布，才使復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了 明顯改善。
氫氧化鎂晶須是ABS基料較為理想的阻燃增強(qiáng)添加劑，其最大添加量為50 份時(shí)，不僅使復(fù)合材料具有良好的阻燃、環(huán)保性能，還能使其斷裂強(qiáng)度和材料 穩(wěn)定性有大幅提高，由此制得的復(fù)合材料是一種具有很好應(yīng)用前景的新材料， 值得在各相關(guān)領(lǐng)域作為功能性材料廣泛推廣使用。
具體實(shí)施例方式
本項(xiàng)申請(qǐng)的發(fā)明創(chuàng)造已經(jīng)進(jìn)行了具體實(shí)施，其中在按質(zhì)量計(jì)在100份ABS 基體材料中加入40份氫氧化鎂晶須材料，混煉的溫度為17(TC,混煉時(shí)間為IO 分鐘。經(jīng)檢測(cè)，所制得復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了 73.19%，彈性模量提高了 71.4.%，斷裂伸長(zhǎng)率降低到純ABS基料指標(biāo)的46.90%，氧指數(shù)為23.6。
權(quán)利要求
1. 一種ABS復(fù)合材料的制取方法，方法中以普通的ABS材料為基料，以氫氧化鎂粉劑為添加劑，其特征在于加工時(shí)混煉機(jī)預(yù)熱到140～240℃，然后加入ABS基料攪拌熔融，再按比例加入氫氧化鎂晶須進(jìn)行混合熔煉，混煉攪拌轉(zhuǎn)速5～30r/min，經(jīng)5～15min混煉后自然冷卻制成ABS基氫氧化鎂晶須復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的一種ABS復(fù)合材料的制取方法，其特征在于方法 中所說(shuō)的按比例加入氫氧化鎂晶須是指按質(zhì)量份數(shù)計(jì)當(dāng)ABS基料的質(zhì)量為100 份時(shí)，所含的氫氧化鎂晶須質(zhì)量比例為10~50份。
3. —種含有氫氧化鎂的ABS復(fù)合材料，其特征在于氫氧化鎂顆粒為晶須材 料，晶須直徑^).5nm，長(zhǎng)徑比為50以上，氫氧化鎂晶須在復(fù)合材料中的含量按 質(zhì)量份數(shù)計(jì)當(dāng)ABS基料的質(zhì)量為100份時(shí)，所含的氫氧化鎂晶須質(zhì)量為10~50 份。
全文摘要
本項(xiàng)申請(qǐng)為一種制取ABS基復(fù)合材料的方法及產(chǎn)品。方法中以以普通的ABS材料為基料，以氫氧化鎂為添加劑，在一定的工藝條件下基料與添加劑按10-50份的質(zhì)量比例進(jìn)行混煉，制成ABS基氫氧化鎂晶須復(fù)合材料。方法中使用的氫氧化鎂晶須直徑≤0.5μm，長(zhǎng)徑比≥50；所制得的復(fù)合材料與純的ABS材料相比具有很好的阻燃、抑煙性能，材料的抗拉強(qiáng)度和彈性模量都有明顯提高。
文檔編號(hào)C08L55/02GK101508788SQ200910010638
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者姜玉芝, 鄧子玉 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)