專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐熱、抗沖、玻璃纖維增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性塑料材料及其制備方法，特別是涉及一種耐熱、抗沖、玻璃纖維強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ改性塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃纖維增強(qiáng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ復(fù)合材料，是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料而制成的復(fù)合材料，綜合了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和玻璃纖維的性能。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯是用途廣泛的熱塑性工程塑料，應(yīng)用于機(jī)械、電子、電氣、儀表、家用電器、軍工等領(lǐng)域。但其拉伸彎曲強(qiáng)度較低，耐熱性不足，達(dá)不到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在汽車(chē)方面的應(yīng)用要求。玻璃纖維增強(qiáng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯復(fù)合材料具有良好的綜合性能，強(qiáng)度高，剛性好，成型性好，尺寸穩(wěn)定。同時(shí)，加入玻璃纖維可適當(dāng)?shù)靥岣邚?fù)合材料的熱變形溫度，大幅度提高拉伸性能，降低材料的線脹系數(shù)和成型收縮率。但是，由于玻璃纖維的添加，沖擊強(qiáng)度明顯下降。對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯復(fù)合材料的整體性能的提升，已經(jīng)有大量的研究在進(jìn)行。為增進(jìn)玻璃纖維和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂基體之間的結(jié)合性， 一些專(zhuān)利已經(jīng)提出了解決方案。闡述玻璃纖維表面是經(jīng)過(guò)含有環(huán)氧基團(tuán)或者是丙烯腈和苯乙烯、核殼結(jié)構(gòu)的甲基苯乙烯、α甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的一種或幾種的共混物處理過(guò)。文獻(xiàn)主要關(guān)注加工性能、表觀粗糙度和色差，經(jīng)過(guò)如此處理后，表觀和色差得到改善。例如，將0. 到5%的C1-12直鏈二元羧酸烷基錫(順丁烯二酸二丁基錫、順丁烯二酸二辛基錫)或C1-12環(huán)鏈二元羧酸有機(jī)錫化合物偶聯(lián)劑，加入到接枝橡膠和苯乙烯，苯乙烯/甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物的體系中。該體系在添加20%的玻璃纖維時(shí)，仍顯示出很好的加工性能，良好的抗沖和耐熱性能。綜合性能最佳的案例中，無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度(anKT)為^KJ/ m2，缺口沖擊強(qiáng)度(akKT)為9. lKJ/m2, Vicat B為108°C。一些文獻(xiàn)描述了在一種丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂中加入玻璃纖維和一種含有環(huán)氧基團(tuán)的硅偶聯(lián)劑(β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己烷)乙基三甲氧基硅烷，脂環(huán)族的環(huán)氧和一種硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物)，制得的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯復(fù)合體系具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。文獻(xiàn)報(bào)道向熔融共混連續(xù)本體法生產(chǎn)的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂中，添加相容劑苯乙烯-馬來(lái)酸酐無(wú)規(guī)共聚物，加工助劑以及無(wú)堿玻璃纖維制備出抗沖擊強(qiáng)度高、彎曲強(qiáng)度高的樹(shù)脂體系。最佳案例在玻璃纖維添加量為21. 6%的條件下，熱變形溫度為101. 50C (ASTM D6481. 82MPa,6. 4mm)，懸臂梁沖擊強(qiáng)度為11. ^(J/m2。文獻(xiàn)報(bào)道將相容劑改變?yōu)楸揭蚁?馬來(lái)酸酐無(wú)規(guī)共聚物和環(huán)氧樹(shù)脂的復(fù)配，得到的最佳體系，在玻璃纖維為30%時(shí)，得到了具有很好強(qiáng)度、韌性、耐熱性能、 流動(dòng)性能，不翹曲，不浮纖的優(yōu)良體系。綜上所述，無(wú)論是加入各種偶聯(lián)劑，玻纖表面處理，還是加入相容劑，均著眼于增加玻璃纖維和基體樹(shù)脂的結(jié)合力。通過(guò)增加結(jié)合力，來(lái)達(dá)到改善抗沖性能、提高耐熱性和提高拉伸性能的目的，這種手段畢竟對(duì)耐熱性和抗沖性能的提升畢竟很有限。本發(fā)明在保證
4加工性能和表觀的條件下，為提高其耐熱性和抗沖性能提供了一條適宜操作的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服普通的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS拉伸強(qiáng)度較低，耐熱性較差的問(wèn)題，采用玻璃纖維增強(qiáng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和耐熱改性劑來(lái)提高拉伸強(qiáng)度和耐熱性，同時(shí)，采用特殊的耐熱抗沖劑來(lái)提高體系的抗沖擊性能。當(dāng)然，所得的樹(shù)脂體系也需要考慮表觀的粗糙性。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種耐熱、抗沖、玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料，其特征在于，組分按重量份數(shù)表示主要包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 60-85玻璃纖維2-18黑色母粒1.8-3.0相容劑4-7耐熱改性劑4-12抗沖改性劑2-10抗氧劑0.2-0.3高光亮分散劑0.09-0.15潤(rùn)滑劑0.5-1所述的耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料，其特征在于，所述的玻纖為無(wú)堿短切玻璃纖維，已經(jīng)經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理，長(zhǎng)度為3. 0-4. 5毫米單絲直徑13-14 μ m ；所述的黑色母粒為50%碳黑含量的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒料；所述的耐熱改性劑為苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，其熱變形溫度大于120°C，玻璃化溫度為 145-155°C ；所述的抗沖改性劑為核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，橡膠成分為硅丙烯酸橡膠，外層接枝SAN樹(shù)脂的硬核結(jié)構(gòu)；所述的相容劑為苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物；所述的抗氧劑為亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(汽巴精化IRGAF0S 168)和四[β-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGAN0X 1010)；所述的高光亮分散劑為以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯(上海三正高分子材料有限公司CH-1A)， 分子量為1000 10000 ；所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯或者乙撐雙硬脂酰胺。一種耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯于70-90°C條件下烘干3-5小時(shí)，玻璃纖維100-130°C干燥1-3小時(shí)后，噴灑上2% (wt%)的硅烷偶聯(lián)劑，然后繼續(xù)在100-130°C條件下干燥3-5小時(shí)。稱(chēng)取60-85份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，1. 8-3. 0份的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒，4-7份的苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物，4-12份苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，2-10份核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，0. 2-0. 3份亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(汽巴精化IRGAF0S 168)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGAN0X1010)，0. 09-0. 15份以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯高光亮分散劑，0. 5-1份季戊四醇硬脂酸酯或者乙撐雙硬脂酰胺潤(rùn)滑劑，在高混機(jī)中混合 3-10分鐘出料，然后加入2-18份的玻璃纖維，振動(dòng)混合。將上述共混料加入雙螺桿擠出機(jī)
5中，造粒成型，加工溫度為145 230°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分。一種耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯于80°C條件下烘干4小時(shí)，玻璃纖維 100-130°C干燥2小時(shí)后，噴灑上2% (wt% )的硅烷偶聯(lián)劑，然后繼續(xù)在120°C條件下干燥 4小時(shí)。稱(chēng)取63. 43份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，1. 98份的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒，6. 94 份的苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物，9. 91份苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，6. 94份核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，0. 1份亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(汽巴精化 IRGAF0S 168)和0.2份四[β -(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGANOX 1010),0. 1份以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯高光亮分散劑， 0. 2份季戊四醇硬脂酸酯和0. 3份乙撐雙硬脂酰胺潤(rùn)滑劑，在高混機(jī)中混合10分鐘出料，然后加入9. 91份的玻璃纖維，振動(dòng)混合。將上述共混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，造粒成型，加工溫度為145 230°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明所述的這種耐熱、抗沖、玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性料在保持較高的拉伸彎曲性能的同時(shí)，具有比傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂具有更好的耐熱性能和更佳的抗沖擊強(qiáng)度。測(cè)試按照表1的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。表1各性能測(cè)試對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)列表
權(quán)利要求
1.一種耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料，其特征在于，組分按重量份數(shù)表示主要包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 60-85 玻璃纖維2-18黑色母粒1. 8-3. 0相容劑4-7耐熱改性劑4-12抗沖改性劑2-10抗氧劑0. 2-0. 3高光亮分散劑0. 09-0. 15潤(rùn)滑劑0. 5-1
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料， 其特征在于，所述的玻纖為無(wú)堿短切玻璃纖維，已經(jīng)經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理，長(zhǎng)度為3. 0-4. 5毫米單絲直徑13-14 μ m;所述的黑色母粒為50%碳黑含量的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒料；所述的耐熱改性劑為苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，其熱變形溫度大于120°C，玻璃化溫度為145-155°C ；所述的抗沖改性劑為核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，橡膠成分為硅丙烯酸橡膠，外層接枝SAN樹(shù)脂的硬核結(jié)構(gòu)；所述的相容劑為苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物 (SMA)；所述的抗氧劑為亞磷酸三(2，- 二叔丁基苯基)酯(汽巴精化IRGAF0S 168)和四 [β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGAN0X 1010)；所述的高光亮分散劑為以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯，分子量為1000 10000 ； 所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETQ或者乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯于70-90°C 條件下烘干3-5小時(shí)，玻璃纖維100-130°C干燥1-3小時(shí)后，噴灑上2% )的硅烷偶聯(lián)劑，然后繼續(xù)在100-130°C條件下干燥3-5小時(shí)。稱(chēng)取60-85份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，1. 8-3. 0份的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒，4-7份的苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物，4-12 份苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，2-10份核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，0. 2-0. 3 份亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯(汽巴精化IRGAF0S 168)和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGANOX 1010),0. 09-0. 15份以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯高光亮分散劑，0. 5-1份季戊四醇硬脂酸酯或者乙撐雙硬脂酰胺潤(rùn)滑劑，在高混機(jī)中混合3-10分鐘出料，然后加入2-18份的玻璃纖維，振動(dòng)混合。 將上述共混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，造粒成型，加工溫度為145 230°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為180 轉(zhuǎn)/分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐熱、抗沖玻纖增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯于80°C條件下烘干4小時(shí)，玻璃纖維100-130°C干燥2小時(shí)后，噴灑上2% )的硅烷偶聯(lián)劑，然后繼續(xù)在 120°C條件下干燥4小時(shí)。稱(chēng)取63. 43份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，1. 98份的丙烯腈-苯乙烯黑色母粒，6. 94份的苯乙烯接枝的馬來(lái)酸酐共聚物，9. 91份苯乙烯、丙烯腈、酰亞胺的無(wú)規(guī)共聚物，6. 94份核殼結(jié)構(gòu)的硅丙烯酸系列抗沖劑，0. 1份亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯(汽巴精化IRGAF0S 168)和0.2份四[β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(汽巴精化IRGANOX 1010),0. 1份以胺基和堿金屬離子為錨固基團(tuán)的端羧基聚酯高光亮分散劑，0. 2份季戊四醇硬脂酸酯和0. 3份乙撐雙硬脂酰胺潤(rùn)滑劑，在高混機(jī)中混合10 分鐘出料，然后加入9. 91份的玻璃纖維，振動(dòng)混合。將上述共混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，造粒成型，加工溫度為145 230°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐熱、抗沖玻璃纖維增強(qiáng)黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料及其制備方法，主要解決玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料抗沖擊性能差的問(wèn)題，同時(shí)，提高復(fù)合體系的耐熱性。本發(fā)明通過(guò)添加耐熱的苯乙烯、馬來(lái)酰亞胺等多單元無(wú)規(guī)共聚物提高耐熱性和相容性，通過(guò)添加無(wú)堿玻璃短纖維來(lái)提高其剛性，降低材料的線脹系數(shù)和成型收縮率，同時(shí)，添加對(duì)力學(xué)性能和耐熱性影響較小的硅丙烯酸系類(lèi)抗沖擊改性劑來(lái)改善整個(gè)體系的抗沖擊性能。較好地解決了在提高耐熱性和剛性同時(shí)，抗沖擊急劇下降的問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案簡(jiǎn)單明了，可以進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08K7/14GK102399408SQ20101027624
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者吳娟娟, 洪月蓉, 盛小海, 陳超 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司