CN101759975A - 一种耐热玻璃纤维增强pc/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料及其制备方法，按重量比包括以下组分：PC树脂5～80％，ABS树脂5～80％，玻璃纤维10～40％，相容剂3～15％，耐热稳定剂0.1～2％，其他助剂0.2～4％。该方法具体步骤如下：称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，将混匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是200～220℃，220～250℃，240～260℃，240～270℃，240～260℃，主机转速是20～50赫兹，然后用塑料注塑机制样。该复合材料耐高温，在长时间高温存放中，性能保持稳定，耐冲击，加工性好。

Description

一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PC/ABS复合材料，具体涉及一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。
背景技术
玻璃纤维增强PC/ABS合金能有效的提高复合材料的力学性能，也能有效的提高其耐热温度，拓展了应用领域，不仅能用作汽车装饰件，还可以作为汽车结构件来使用。
由于玻璃纤维增强PC/ABS有很好的延展性，在撞击中对于能量的吸收要比传统仪表板材料高出50％，给乘客带来更多的安全性，同时，有着很好的加工性能，是很多公司生产轿车用仪表板优先材料。但作为仪表板用材料，必须能在持续高温下，强度和冲击性能保持基本不变。
虽说对玻璃纤维增强PC/ABS性能提升的研究不少，如：Rawlings等在USP.4487881中用马来酸酐接枝聚苯乙烯作为相容剂；Gemmell等在USP.5384353中用SAN接枝在ABS上作为增韧剂和相容剂，但没有涉及玻璃纤维增强PC/ABS材料的长期耐高温性能。同样，对于PC/ABS合金长期耐高温性能的公开报道几乎没有。
发明内容
本发明的发明目的是为了提供一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，以解决于长期高温下保持玻璃纤维增强PC/ABS复合材料的强度和韧性的技术问题。
本发明的另一目的是为了提供上述复合材料的制备方法。
本发明通过添加耐热稳定剂，来提高玻璃纤维增强PC/ABS复合材料耐长期高温老化性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案得以实现。
一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，包括以下组分(重量百分比)：
PC树脂          5～80％
ABS树脂         5～80％
玻璃纤维        10～40％
相容剂          3～15％
耐热稳定剂      0.1～2％
其他助剂        0.2～4％
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中PC树脂是双酚A型聚碳酸酯，其分子量为10,000～40,000，优选为20,000～30,000。
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物，其中丁二烯的百分含量为10～40％，优选为15～35％。
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高强玻璃纤维中的一种或几种，其纤维直径为5～24μm，优选为10～19μm。
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中相容剂是马来酸酐接枝ABS，其马来酸酐的接枝率为0.01～2％，优选为0.2～1％。
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中耐热稳定剂为N.N，-4.4，-二苯甲烷双马来酰亚胺。
本发明所述的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料中其他助剂是硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂或颜色助剂。
制备耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料的具体步骤如下：按上述组份配比称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是200～220℃，220～250℃，240～260℃，240～270℃，240～260℃，主机转速是20～50赫兹，然后用塑料注塑机制得各种所需产品。
通过本发明技术方案制备得到的耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，具有机械性能好，耐热高，性能稳定，易加工等优点。
具体实施方式
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明，在不违反本发明的宗旨下，本发明应不限于以下实验例具体明示的内容。
实施例所用原材料如下：
PC树脂，PC110，台湾奇美公司；
ABS树脂，GP22，德国BASF公司；
玻璃纤维，ER13-2000-988，桐乡巨石集团；
马来酸酐接枝ABS，BondyRam 6000，以色列Polyram公司；
耐热稳定剂，BMI，湖北洪湖双马树脂厂；
硅烷偶联剂，KH-550，南京曙光化工有限公司；
抗氧剂，618和2450，瑞士汽巴精化公司；
润滑剂，TR065，上海壮景化工。
按重量百分比称起各种原材料(玻璃纤维除外)，在高速混合器中干混4分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中(玻璃纤维在排气口加入)，经熔融挤出，造粒。将得到的切片粒子在100℃的鼓风烘箱中干燥4小时后，用宁波海天HT1150B注射成型机制样。
材料的力学性能测试按照ISO标准测试：测试弯曲强度的样条是80×10×4mm，按ISO 178进行，速度为2mm/min；测试冲击强度的样条是80×10×4mm，按ISO 179进行，摆锤为4J；测试缺口冲击强度的样条是80×10×4mm，按ISO179进行，V型缺口，摆锤为4J；测试维卡软化温度的样条是10×10×4mm，按ISO 306进行，负荷为5Kg，升温速度为50℃/h。
样条的高温老化条件：标准老化箱，120℃持续，分别在300小时、500小时、800小时取样进行弯曲和冲击性能测试。
实施例1～4
复合材料中各种原材料的重量百分比如表1所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：210℃，240℃，245℃，250℃，245℃。主机转速是35赫兹。
表1实施例1-4配方及材料性能表
Figure G2008102031193D0000041
实施例5～8
复合材料中各种原材料的重量百分比如表2所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：210℃，240℃，245℃，250℃，245℃。主机转速是35赫兹。
表2实施例5-8配方及材料性能表
Figure G2008102031193D0000051
实施例9～11
复合材料中各种原材料的重量百分比如表3所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：210℃，240℃，245℃，250℃，245℃。主机转速是35赫兹。
表3实施例9-11配方及材料性能表
实施例12～15
复合材料中各种原材料的重量百分比如表4所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：210℃，240℃，245℃，250℃，245℃。主机转速是35赫兹。
表4实施例12-15配方及材料性能表
对比例1～3
复合材料中各种原材料的重量百分比如表5所示，双螺杆挤出机的温度分别是(自喂料口至挤出模头)：210℃，240℃，245℃，250℃，245℃。主机转速是35赫兹。
表5对比例1-3配方及材料性能表
Figure G2008102031193D0000081
通过以上实施例和对比例的实验数据可以看出，通过添加耐热稳定剂，可以有效提高玻璃纤维增强PC/ABS复合材料耐长期高温老化性能。

Claims (10)

1.一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，按重量百分数该复合材料包括以下组分：
PC树脂                5～80％
ABS树脂               5～80％
玻璃纤维              10～40％
相容剂                3～15％
耐热稳定剂            0.1～2％
其他助剂              0.2～4％。
2.根据权利要求1所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的PC树脂是双酚A型聚碳酸酯，其分子量为10,000～40,000。
3.根据权利要求2所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的双酚A型聚碳酸酯，其分子量为20,000～30,000。
4.根据权利要求1所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物，其中丁二烯单元的百分含量为10～40％。
5.根据权利要求4所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：丁二烯单元的百分含量为15～35％。
6.根据权利要求1所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维是无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高强玻璃纤维中的一种或几种，其纤维直径为5～24μm。
7.根据权利要求1所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂是马来酸酐接枝ABS，其马来酸酐的接枝率为0.01～2％。
8.根据权利要求7所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：马来酸酐的接枝率为0.2～1％。
9.根据权利要求1所述的一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的耐热稳定剂为N.N，-4.4，-二苯甲烷双马来酰亚胺。
10.权利要求1所述一种耐热玻璃纤维增强PC/ABS复合材料的方法制备，具体步骤如下：
按权利要求1所述组份配比称取除玻璃纤维外的各种材料，在高速混料机混合3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，其中玻璃纤维从第一个排气口加入，自喂料口至挤出模头温度分别是200～220℃，220～250℃，240～260℃，240～270℃，240～260℃，主机转速是20～50赫兹，冷却，切粒制得产品。
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