本發(fā)明屬熔融擠壓成型
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于熔融擠壓成型的非晶復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：熔融擠壓成型是常見(jiàn)的快速成型方式之一，以加熱絲替代激光為能量來(lái)源，以纖維狀或絲狀可熔融物質(zhì)為原料，通過(guò)加熱熔融將原料由點(diǎn)到線、由線到面并最終由面到體完成制件的快速構(gòu)建。該成型工藝優(yōu)點(diǎn)在于工藝潔凈、易于操作且不產(chǎn)生垃圾，可直接應(yīng)用于辦公環(huán)境，尤其適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期的建模及模型制作領(lǐng)域。熔融擠壓成型常用的原料之一是純樹(shù)脂材料，存在力學(xué)強(qiáng)度差、產(chǎn)品表觀質(zhì)量差及成型速度慢等不足，難以完全用于要求高的外觀件或結(jié)構(gòu)件。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于發(fā)明一種在熔融擠壓成型領(lǐng)域應(yīng)用的新型非晶復(fù)合材料，所制備的復(fù)合材料具有沖擊強(qiáng)度高、耐熱性好、成型速度快及良好的耐油性等特點(diǎn)，此外本發(fā)明涉及的復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，可直接應(yīng)用和推廣于熔融擠壓成型領(lǐng)域，制備在韌性等方面有較高要求的結(jié)構(gòu)件或外觀件。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于熔融擠壓成型的非晶復(fù)合材料，由以下組分按重量份制備而成：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠5～45份，增韌劑2～10份，熱穩(wěn)定劑4～20份，抗氧劑0.05～0.5份，潤(rùn)滑劑0.05～0.5份。進(jìn)一步方案，所述的樹(shù)脂基體為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。所述的納米丁腈橡膠為直徑50nm-100nm的淡黃色粉末狀顆粒，且具有特殊核殼結(jié)構(gòu)。所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物或丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物。所述的熱穩(wěn)定劑為苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物或苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物。所述的抗氧劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯或四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯中兩種。所述的潤(rùn)滑劑為乙烯-丙烯酸共聚物或次乙基雙硬脂酰胺。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述非晶復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份、納米丁腈橡膠5～45份、增韌劑2～10份、熱穩(wěn)定劑4～20份、抗氧劑0.05～0.5份以及潤(rùn)滑劑0.05～0.5份，置于高速混合機(jī)分散10～30分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料。將上述制備的非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，并進(jìn)行性能測(cè)試。本發(fā)明創(chuàng)新性地采用納米丁腈橡膠改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂材料，由于納米丁腈橡膠是具有特殊結(jié)構(gòu)的納米尺寸級(jí)別的核殼結(jié)構(gòu)，用以改善丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂材料可以顯著提高復(fù)合材料的韌性、成型速度及表觀質(zhì)量。所以本發(fā)明制備的非晶復(fù)合材料具有沖擊強(qiáng)度高、耐熱性好、成型速度快及良好的耐油性等特點(diǎn)，此外本發(fā)明涉及的復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，可直接應(yīng)用和推廣于熔融擠壓成型領(lǐng)域，制備在韌性等方面有較高要求的結(jié)構(gòu)件或外觀件。本發(fā)明具有以下有益效果：1、由于納米丁腈橡膠是具有特殊核殼結(jié)構(gòu)的橡膠相顆粒，同時(shí)具有納米級(jí)別尺寸，用以改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹(shù)脂材料可以顯著提高復(fù)合材料的韌性，尤其是低溫韌性；2、選用熱穩(wěn)定劑與納米丁腈橡膠復(fù)配后，使復(fù)合材料體系內(nèi)相容性提高很多，且在耐熱方面有較好的協(xié)同作用，使耐熱性能有所提高；3、納米丁腈橡膠的引入在復(fù)合材料成型時(shí)起到固定作用，增加了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，復(fù)合材料成型速度得到提高；4、此外納米丁腈橡膠特殊的核殼結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的耐油性。具體實(shí)施方法下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本
發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但所述實(shí)施例并非是對(duì)本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的簡(jiǎn)單限定，任何基于本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神所作出的簡(jiǎn)單變化或等同替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。下面實(shí)施例制備的樣品在23℃、50%濕度環(huán)境下調(diào)節(jié)后，分別采用ASTMD6110和ASTMD648檢測(cè)沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度，并記錄其熔融擠壓成型的速度。本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：實(shí)施例1（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠5份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物2份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物4份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.02份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.03份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.05份，以上物料置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例2（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠15份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物8份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.04份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.06份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.15份，以上物料置于高速混合機(jī)分散15分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例3（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠25份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物6份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物12份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.08份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.16份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.25份，以上物料置于高速混合機(jī)分散20分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例4（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠35份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物8份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物16份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.12份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.18份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.35份，以上物料置于高速混合機(jī)分散25分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例5（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠45份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物10份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物20份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.2份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.3份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.5份，以上物料置于高速混合機(jī)分散30分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例6（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠5份，增韌劑丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物2份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物4份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.02份，抗氧劑四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯0.03份，潤(rùn)滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.05份，以上物料置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例7（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠15份，增韌劑丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物4份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物8份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.04份，抗氧劑四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯0.06份，潤(rùn)滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.15份，以上物料置于高速混合機(jī)分散15分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例8（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠25份，增韌劑丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物6份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物12份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.08份，抗氧劑四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯0.16份，潤(rùn)滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.25份，以上物料置于高速混合機(jī)分散20分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例9（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠35份，增韌劑丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物8份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物16份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.12份，抗氧劑四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯0.18份，潤(rùn)滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.35份，以上物料置于高速混合機(jī)分散25分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。實(shí)施例10（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，納米丁腈橡膠45份，增韌劑丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物10份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-丙烯腈-N-苯基馬來(lái)酰亞胺共聚物20份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.2份，抗氧劑四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-聯(lián)苯基二亞磷酸酯0.3份，潤(rùn)滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.5份，以上物料置于高速混合機(jī)分散30分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。對(duì)照實(shí)施例1（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.02份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.03份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.05份，以上物料置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的樹(shù)脂材料性能見(jiàn)表一。對(duì)照實(shí)施例2（1）按以下比例配備原料：樹(shù)脂基體100份，增韌劑甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物2份，熱穩(wěn)定劑苯乙烯-N-苯基馬來(lái)酰亞胺-馬來(lái)酸酐共聚物4份，抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.02份，抗氧劑β-（3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.03份，潤(rùn)滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.05份，以上物料置于高速混合機(jī)分散10分鐘；（2）預(yù)混后的原料經(jīng)熔融、塑化、擠出、牽引后，制得非晶復(fù)合材料；（3）將非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型為所需制件，所制備的復(fù)合材料性能見(jiàn)表一。表一：性能沖擊強(qiáng)度（kJ/m2）-20℃沖擊強(qiáng)度（kJ/m2）熱變形溫度（℃）成型速度(cm3/h)實(shí)施例135189442實(shí)施例237189543實(shí)施例338199745實(shí)施例4402110147實(shí)施例539209946實(shí)施例636179242實(shí)施例738189545實(shí)施例839209946實(shí)施例937199845實(shí)施例1035179643對(duì)照實(shí)施例125138030對(duì)照實(shí)施例227168331通過(guò)表一中數(shù)據(jù)可知，對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)照實(shí)施例1可看出：本發(fā)明制備的非晶復(fù)合材料韌性顯著提高，常溫沖擊強(qiáng)度最大為40kJ/m2，較改性前（對(duì)照實(shí)施例1）提高60.0%；低溫沖擊強(qiáng)度最大為21kJ/m2，較改性前（對(duì)照實(shí)施例1）提高61.5%；通過(guò)熱穩(wěn)定劑復(fù)配后協(xié)同作用顯著，熱變形溫度最高為101℃，較改性前（對(duì)照實(shí)施例1）提高21.7%；非晶復(fù)合材料經(jīng)熔融擠壓工藝成型制件后，其成型速度最快為47cm3/h，較改性前（對(duì)照實(shí)施例1）提高56.7%。此外本發(fā)明涉及的復(fù)合材料制備工藝簡(jiǎn)單，可直接應(yīng)用和推廣于熔融擠壓成型領(lǐng)域，制備在韌性等方面有較高要求的結(jié)構(gòu)件或外觀件。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3