專(zhuān)利名稱(chēng)：Abs/玻璃纖維復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子工程塑料高性能化改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ABS/玻璃纖維復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS樹(shù)脂)是20世紀(jì)40年代開(kāi)發(fā)的一種新型通用的熱塑性工程塑料，它是在聚苯乙烯樹(shù)脂改性的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的。它是一種以聚丁二烯鏈為骨架的苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物與苯乙烯、丙烯腈共聚物(SAN)共混而成的多相聚合物。ABS具有良好的綜合性能耐化學(xué)腐蝕、加工流動(dòng)性以及較高的表面硬度、耐熱性、韌性、沖擊性能和剛性，目前已經(jīng)被廣泛地用于制作各種機(jī)械、儀器設(shè)備的零部件及電器、儀表的外殼。但是，ABS較大的成型收縮率、較低的熱變形溫度和較低的彎曲強(qiáng)度，給制品的加工和后組裝帶來(lái)了一定的難度。
玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料是以聚合物為基體，以玻纖為增強(qiáng)材料而制成的復(fù)合材料，綜合了聚合物和玻纖的性能。玻纖增強(qiáng)的復(fù)合材料按纖維的長(zhǎng)度分類(lèi)，可分為長(zhǎng)纖維復(fù)合材料和短纖維復(fù)合材料。玻璃纖維按化學(xué)組分可分為無(wú)堿鋁硼硅酸鹽(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)堿纖維)和有堿無(wú)硼硅酸鹽(簡(jiǎn)稱(chēng)中堿纖維)。玻璃纖維可用于增強(qiáng)ABS、PP、PET、PA等熱塑性塑料，也可廣泛用于增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等熱固性塑料。玻纖增強(qiáng)塑料具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、 隔熱、成型收縮率小等優(yōu)點(diǎn)。研究表明在ABS中加入纖維材料，可大大的增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和收縮率，以及提高材料的耐熱性。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中玻纖增強(qiáng)ABS的不足之處是材料的抗沖擊性能差，材料表面容易浮纖、材料成型性能差等，限制了玻纖增強(qiáng)ABS在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述缺陷，提供了一種ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，該材料在改善ABS耐熱性、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，其抗沖擊性能也得到提高，且傳統(tǒng)材料的表面浮纖現(xiàn)象也得到改善。
ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其原料按重量份計(jì)為
ABS 樹(shù)脂70-90 份；
玻璃纖維10-30份；
相容劑1-2份；
增韌劑5-15份；
其中，相容劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)。
優(yōu)選的，玻璃纖維使用前采用硅烷偶聯(lián)劑浸潤(rùn)。
優(yōu)選的，所述玻璃纖維為短切玻璃纖維。
更優(yōu)選的，所述玻璃纖維的直徑為8 16 μ m，長(zhǎng)度為2 7mm。
優(yōu)選的，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物(MBS)。甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物為具有核-殼結(jié)構(gòu)的透明材料，其中甲基丙烯酸甲酯的重量百分比含量為5 45%，丁二烯含量為10 40%，苯乙烯含量為15 60%。本發(fā)明還提供了上述ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，具體為各個(gè)原料混勻后在ABS樹(shù)脂熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下的溫度進(jìn)行機(jī)械共混制得。優(yōu)選的，所述共混采用擠出機(jī)熔融擠出造粒，加熱溫度為190 235°C，機(jī)頭擠出溫度為205 215°C。優(yōu)選的，擠出機(jī)主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速350 500r/min，加料轉(zhuǎn)速35 50r/
mirio優(yōu)選的，擠出機(jī)共混時(shí)間為1 6分鐘；優(yōu)選3分鐘。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明中，以通用ABS為基體，利用短切玻璃纖維對(duì)其進(jìn)行共混改性，采用TAF作相容劑，所得ABS復(fù)合材料在改善ABS耐熱性、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，其收縮率有所降低，其抗沖擊性能也得到提高，傳統(tǒng)材料的表面浮纖現(xiàn)象也得到改善。制得的ABS復(fù)合材料可用于平板電視以及液晶顯示器的面框和底座上。
具體實(shí)施例方式一種ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其原料按重量份計(jì)為ABS 樹(shù)脂70-90 份；玻璃纖維10-30份；相容劑1-2份；增韌劑5-15份；其中，相容劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)。所述改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)是在乙撐雙脂肪酸酰胺的基礎(chǔ)上引進(jìn)極性基團(tuán)， 該產(chǎn)品為低分子量B-A-B嵌段共聚物。本發(fā)明中，玻璃纖維用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，使TAF的極性基團(tuán)與硅烷偶聯(lián)劑的長(zhǎng)鏈末端通過(guò)范德華力產(chǎn)生很強(qiáng)的吸引力，該吸引力足以使兩物相界面消失，而形成均一相；而TAF溶劑化鏈段與基體樹(shù)脂有一定的相溶性，即TAF起到相容劑作用。這樣，在玻璃纖維、基本樹(shù)脂之間形成了類(lèi)似錨固結(jié)點(diǎn)，即交聯(lián)點(diǎn)，改善了玻璃纖維與樹(shù)脂的粘結(jié)狀態(tài)。由于玻璃纖維的表面與基體樹(shù)脂之間的力學(xué)作用層厚度增加，使處于玻璃纖維表面附近的基體更易于發(fā)生剪切屈服，增加對(duì)沖擊能的吸收和耗散效果，促使玻璃纖維對(duì)基體樹(shù)脂之間的增韌效果。由于玻璃纖維在樹(shù)脂中得到很好地包覆，在加工過(guò)程中玻璃纖維與樹(shù)脂同步流動(dòng)，不易扯開(kāi)，大大地減少外露的玻璃纖維。這樣，玻璃纖維與螺桿的磨擦相應(yīng)減少，螺桿的扭矩也隨之降低。優(yōu)選的，所述玻璃纖維為短切玻璃纖維，優(yōu)選為纖維直徑8 16 μ m、長(zhǎng)度2 7mm 的玻璃纖維。本發(fā)明中也可以采用長(zhǎng)玻纖，只是短玻纖效果要更好一些。玻璃纖維使用前采用硅烷偶聯(lián)劑浸潤(rùn)。本發(fā)明還提供了上述ABS//玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，具體為各個(gè)原料混勻后在ABS樹(shù)脂熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下的溫度進(jìn)行機(jī)械共混制得。優(yōu)選的，上述方法中采用擠出機(jī)進(jìn)行共混，加熱溫度為190 235°C，機(jī)頭擠出溫度為205 215°C。優(yōu)選的，擠出機(jī)主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速350 500r/min，加料轉(zhuǎn)速35 50r/min。優(yōu)選的，共混時(shí)間為1 6分鐘；優(yōu)選3分鐘。
優(yōu)選的，共混時(shí)先將除玻璃纖維以外的其它原料混勻，然后再加入玻璃纖維通過(guò) 擠出機(jī)熔融擠出造粒；其中，玻璃纖維從擠出機(jī)中間段加入(即側(cè)喂料)。本發(fā)明ABS/玻璃纖維復(fù)合材料中還可添加常用助劑，例如抗氧化劑、著色母粒。優(yōu)選的，所述抗氧化劑由主抗氧化劑和輔抗氧化劑組成，主抗氧化劑和輔抗氧化 劑的重量比為1 : 1 4 1，更優(yōu)選為1 : 1。最優(yōu)的，其中主抗氧化劑為型號(hào)為1010的 受阻酚抗氧化劑，輔抗氧化劑為型號(hào)為168的受阻酚抗氧化劑。優(yōu)選的，所述著色顏料為有機(jī)顏料。添加助劑時(shí)優(yōu)選的技術(shù)方案為，ABS/玻璃纖維復(fù)合材料原料按重量份計(jì)為ABS 樹(shù)脂7O-9O 份；玻璃纖維10-30份；相容劑1-2份；增韌劑5_15份；著色顏料1 5份；抗氧化劑0· 2 0· 4份；優(yōu)選的，上述ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的原料按重量份計(jì)為ABS 樹(shù)脂7O-9O 份；玻璃纖維10-30份；相容劑1-2份；增韌劑5-15份；著色顏料4份；抗氧化劑0.25份。其中，相容劑為改性乙撐雙硬脂酰胺(TAF)。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要指出的是實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明 的進(jìn)ー步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本 發(fā)明作出ー些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1 ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備及其性能按照表1原料配方稱(chēng)取各種原料，-_-ABS樹(shù)脂、短切玻纖分別在80で條件下 干燥3-6小時(shí)，其中，短切玻璃纖維干燥前采用硅烷偶聯(lián)劑浸潤(rùn)，纖維直徑12 μ m,長(zhǎng)度6mm。 ■ ABS樹(shù)脂與除玻纖以外的其他原料加入高速混合機(jī)中高速混合2分鐘，再低速出料；混 勻后的材料與短切玻纖通過(guò)擠出機(jī)熔融擠出造粒即得ム85/玻璃纖維復(fù)合材料，其中短切 玻纖從擠出機(jī)中間段加入(即側(cè)喂料)，產(chǎn)品性質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。熔融造粒條件為主機(jī) 螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)0ゴ!^ル側(cè)喂螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)0ゴ!^ル擠出機(jī)加熱溫度段設(shè)定為1段/195で，2段 /205 °C，3 段 /220 0C，4 段 /225 °C，5 段 /230 °C，6 段 /230 °C，7 段 /220 °C，8 段 /220 °C，9 段 /215で，機(jī)頭擠出溫度210°C。實(shí)施例2-3 ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備及其性能實(shí)施例2 3的制備方法與實(shí)施例1相同，具體原料配比見(jiàn)表1 ；兩個(gè)實(shí)施例的產(chǎn) 品按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，性能數(shù)據(jù)如表2所示。實(shí)施例4-6 ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備及其性能為了考察相容劑1ムド對(duì)玻纖增強(qiáng)的ム83復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度及其抗沖擊性能的影響，本發(fā)明還將實(shí)施例1-3中的TAF原料去除后進(jìn)行試驗(yàn)得到實(shí)施例4-6，將實(shí)施例4-6所得玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料與實(shí)施例1-3所得的ABS復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比。具體原料配比如表 1所示，所得產(chǎn)品性能測(cè)試如表2所示。
表1 ABS/玻璃纖維復(fù)合材料原料配比單位公斤
權(quán)利要求
1.ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其原料按重量份計(jì)為ABS樹(shù)脂70-90份；玻璃纖維10-30份；相容劑1-2份；增韌劑5-15份；其中，相容劑為改性乙撐雙硬脂酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其特征在于，玻璃纖維使用前用硅烷偶聯(lián)劑浸潤(rùn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃纖維為短切玻璃纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃纖維的直徑為8 16 μ m，長(zhǎng)度為2 7mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，具體為各個(gè)原料混勻后在ABS樹(shù)脂熔點(diǎn)以上、熱分解溫度以下的溫度進(jìn)行機(jī)械共混制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述共混采用擠出機(jī)熔融擠出造粒，加熱溫度為190 235°C，機(jī)頭擠出溫度為205 215°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，共混時(shí)先將除玻璃纖維以外的其它原料混勻，然后再加入玻璃纖維通過(guò)擠出機(jī)熔融擠出造粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，擠出機(jī)的機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速350 500r/min，加料轉(zhuǎn)速35 50r/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的ABS/玻璃纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 共混時(shí)間為1 6分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子工程塑料高性能化改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ABS/玻璃纖維復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明提供了一種ABS/玻璃纖維復(fù)合材料，其原料按重量份計(jì)為ABS樹(shù)脂/70-90份；玻璃纖維/10-30份；相容劑/1-2份；增韌劑/5-15份；其中，相容劑為改性乙撐雙硬脂酰胺。本發(fā)明所得ABS/玻璃纖維復(fù)合材料在改善ABS耐熱性、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，其抗沖擊性能得到提高，傳統(tǒng)材料的表面浮纖現(xiàn)象也得到改善。本發(fā)明制得的ABS復(fù)合材料可用于平板電視以及液晶顯示器的面框和底座上。
文檔編號(hào)C08K7/14GK102504471SQ20111039501
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者周剛, 潘曉勇, 王煉, 紀(jì)敏, 聶軍, 陳偉, 雷春堂 申請(qǐng)人:四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司