CN102320117A

CN102320117A - 一种玻纤增强as树脂的制备方法

Info

Publication number: CN102320117A
Application number: CN201110138482A
Authority: CN
Inventors: 罗立善; 邓凯桓; 钟利华; 李雄武; 陈如意
Original assignee: ZHUZHOU TIMES ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Current assignee: ZHUZHOU TIMES ENGINEERING PLASTICS Co Ltd
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-05-26
Also published as: CN102320117B

Abstract

本发明提供一种玻纤增强AS树脂的制备方法，包括：将原料输入双螺杆挤出机共混挤出；所述双螺杆挤出机塑化段至见剪切段的螺杆组合包括：螺纹块、9～21个剪切块、2～4个反螺旋纹块和1～3个齿形盘；所述原料包括：63～86.4wt％的AS树脂、13～35wt％的玻璃纤维、0.1～0.6wt％的偶联剂、0.2～0.6wt％的抗氧剂和0.3～0.8wt％的润滑剂。本发明制得的玻纤增强AS树脂密度较为均匀，强度较高。

Description

一种玻纤增强AS树脂的制备方法

技术领域

本发明涉及共混改性领域，特别涉及一种玻纤增强AS树脂的制备方法。

背景技术

丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂，是苯乙烯和丙烯腈的共聚物。AS树脂具有较好的机械性能，如拉伸强度、弯曲强度、弹性模量和硬度，具有优良的耐热性和耐溶剂性，透明度高，尺寸稳定性好，是一种重要的工程塑料。

AS树脂中加入玻璃纤维可增强AS树脂的强度和抗热变形能力，还可减小AS树脂的热膨胀系数。加入玻璃纤维后得到的玻纤增强AS树脂被广泛的应用于宽温度范围的高速运转的空调风叶，风叶是空调重要的冷/热风输送部件，因此玻纤增强AS树脂性能的优劣对空调的制热制冷性能具有重要影响。

目前玻纤增强AS树脂通常是将由玻璃纤维和AS树脂共混挤出造粒。由于玻璃纤维和AS树脂的相容性较差，在共混工序中物料混合的均匀性较差，各组分分布不均，由此导致最终制得的玻纤增强AS树脂材料密度不均。而风叶经常处于高速运转的状态，其对材料密度的均一性要求较高。高速运转的风叶由于材质不均匀，回转体在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能互相抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基件上，引起振动，加速了轴承的磨损，缩短了器件的使用寿命，同时还会产生大量噪音，影响使用者的生活。为此，必须对风叶进行校正，使其达到允许的平衡精度等级，使因此产生的机械振动幅度降低在允许的范围内。但材料密度不均的风叶难以校正，产品报废率较高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于在与提供一种玻纤增强AS树脂的制备方法，由该方法制得的玻纤增强AS树脂密度较为均一。

有鉴于此，本发明提供一种玻纤增强AS树脂的制备方法，包括：

将原料输入双螺杆挤出机共混挤出；

所述双螺杆挤出机塑化段至剪切段的螺杆组合包括：螺纹块、9～21个剪切块、2～4个反螺旋纹块和1～3个齿形盘；

所述原料包括：63～86.4wt％的AS树脂、13～35wt％的玻璃纤维、0.1～0.6wt％的偶联剂、0.2～0.6wt％的抗氧剂和0.3～0.8wt％的润滑剂。

优选的，所述塑化段包括：螺纹块、3～6个剪切块和1～2个反螺旋纹块。

优选的，所述剪切段包括：螺纹块、4～9个剪切块、1～2个反螺旋纹块和1～3个齿形盘。

优选的，所述AS树脂为熔融指数为1.0～5.0g/10min的高强度AS树脂和/或熔融指数大于5g/10min的高流动性AS树脂。

优选的，所述高强度AS树脂与高流动性AS树脂的重量比为1∶0.8～1.2。

优选的，所述原料还包括填料，所述填料的含量为0.01～2wt％。

优选的，所述填料为滑石粉和/或玻璃微珠。

本发明提供一种玻纤增强AS树脂的制备方法，该方法是将原料输入双螺杆挤出机共混挤出，挤出机中塑化段至剪切段的螺杆组合为螺纹块、9～21个剪切块、2～4个反螺旋纹块和1～3个齿形盘的组合。由上述方案可知，本发明是通过调整双螺杆挤出机的螺杆组合，为原料共混工序提供合适的剪切力，使各组分均匀共混，且剪切后玻纤尺寸适当，能对AS树脂起到增强的作用，从而使最终制得的玻纤增强AS树脂密度较为均匀，强度较高。实验证明，本发明提供的玻纤增强AS树脂的动平衡合格率超过95％，适合用作家用和汽车空调室内机的贯流、离心叶片，以及室外机的轴流叶片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种玻纤增强AS树脂的制备方法，包括：

将原料输入双螺杆挤出机中共混挤出；

其中，双螺杆挤出机中塑化段和剪切段的螺杆组合包括：9～21个剪切块、2～4个反旋螺纹块和1～3个齿形盘；

为了提高AS树脂与玻纤混合的均匀性，本发明考虑对AS树脂与玻纤进行强剪切，因为剪切力若过小，长玻纤难以剪切完全，无法在材料中均匀分散，造成制品表面团聚，外观差，密度不均一；但是剪切力又不可过大，剪切力过大会导致玻纤尺寸太小，起不到增强作用，强度下降，甚至材料降解。本发明为玻纤和AS树脂提供合适的剪切力，在塑化段和剪切段向螺杆组合中加入9～21的剪切块、2～4个反螺旋纹块和1～3个齿形盘。采用上述螺杆组合可在共混过程中为玻纤提供的合适的剪切力，使剪切后的玻璃纤维尺寸合适，易于与AS树脂进行混匀，且能对AS树脂起到增强的作用。

塑化段是指下料口至玻纤口之间的螺杆组合段，塑化段只对AS树脂进行熔融共混，所需的剪切力无需太强，为此，本发明塑化段优选采用螺纹块与3～6个剪切块和1～2个反螺旋纹块的螺杆组合。

剪切段是指玻纤口至真空口之间的螺杆组合段，剪切段需要对玻纤进行剪切后再共混，所需的剪切力较高，为此，本发明剪切段优选采用螺纹块与4～9个剪切块、1～2个反螺旋纹块和1～3个齿形盘的螺杆组合。

共混挤出过程中，螺杆转速优选设为450～560rpm，挤出温度优选为200℃～250℃。

选用的AS树脂优选为1.0～5.0g/10min的高强度AS树脂和/或熔融指数大于5g/10min的高流动性AS树脂，更优选采用上述高强度AS树脂和高流动性AS树脂的混合物，高强度树脂和高流动树脂的重量比优选为1∶0.8～1.2，上述比例的AS树脂混合物具有较高的强度，同时还具有较好的流动性，避免在成型过程中出现断浇口及脱模困难的情况，进而保证生产的玻纤增强AS树脂韧性较好，强度高。

原料中的玻璃纤维对AS树脂起到增强作用，考虑到有碱玻纤含碱量较高，性能较差，因此本发明优选采用无碱玻璃纤维，更优选采用2000tex或2000tex以上的无碱玻璃纤维，采用此种尺寸的玻纤易于在AS树脂中分散，最终制得的玻纤增强AS树脂的性能较好、外观光滑。

原料中偶联剂用于改善玻璃纤维在AS树脂中的分散性能，提高玻璃纤维与AS树脂的相容性，进一步提高玻璃纤维与AS树脂的粘接强度。偶联剂优选为含有环氧基、乙烯基或氨基的硅烷类偶联剂。润滑剂则用于提高物料的脱模性能，加强分散，使最终的制得的玻纤增强AS树脂易于脱模，分散均匀，润滑剂优选为EBS及其接枝物中的一种或多种的混合物。抗氧剂的加入则避免AS树脂在高温挤出时被氧化，抗氧剂优选为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的一种或两种的混合物。原料中还优选包括0.01～2wt％的填料以加强玻璃纤维的分散，达到外观光滑、密度均一的效果，填料优选采用滑石粉和/或玻璃微珠。

由上述方案可知，本发明是通过调整双螺杆挤出机的螺杆组合，实现对原料共混工序提供合适的剪切力，保证最终制得的玻纤增强AS树脂强度的同时，提高玻纤与AS树脂混合的均一性，从而使最终制得的玻纤增强AS树脂密度较为均匀，强度较高。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的玻纤增强AS树脂的制备方法，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

以下实施例中的玻璃纤维均为巨石集团有限公司提供的2000tex无碱玻璃纤维；高强度AS树脂由奇美公司提供，熔融指数为1～5g/10min(230℃/2.16Kg)，高流动性AS树脂由奇美公司提供，熔融指数为≥5g/10min(230℃/2.16Kg)。以下实施例中的“％”均为质量百分比。

实施例1

原料配方：

高强度AS树脂：38.75％

高流动性AS树脂：38.75％

玻璃纤维：20％

滑石粉：1％

抗氧剂：0.2％季戊四醇酯和0.3％亚磷酸苯酯抗氧剂

邻苯二甲酸润滑剂：0.5％

硅烷偶联剂：0.5％

将上述在同向双螺杆挤出机上熔融共混，从加料口到口模的温度设定为200℃～240℃，塑化段及剪切段的的螺杆组合方式详见表1。

螺杆转速为500rpm，将挤出物冷却后造粒，85℃真空干燥4小时。

实施例2

原料配方：

高强度AS树脂：77.5％

玻璃纤维：20％

滑石粉：1％

抗氧剂：0.2％季戊四醇酯和0.3％亚磷酸苯酯抗氧剂

邻苯二甲酸润滑剂：0.5％

硅烷偶联剂：0.5％

本实施例玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，区别在于，塑化段及剪切段的螺杆组合方式详见表1。

实施例3

原料配方：

高流动性AS树脂：77.5％

玻璃纤维：20％

滑石粉：1％

抗氧剂：0.2％季戊四醇酯和0.3％亚磷酸苯酯抗氧剂

邻苯二甲酸润滑剂：0.5％

硅烷偶联剂：0.5％

本实施例玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，区别在于，塑化段和剪切段的螺杆组合方式详见表1。

实施例4

原料配方：

高强度AS树脂：76％

玻璃纤维：20％

滑石粉：1％

玻璃微珠：1.5％

抗氧剂：0.2％季戊四醇酯和0.3％亚磷酸苯酯抗氧剂

邻苯二甲酸润滑剂：0.5％

硅烷偶联剂：0.5％

本实施例玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，塑化段和剪切段的螺杆组合方式与实施例2相同。

比较例1

原料与实施例1相同，玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，区别在于塑化段和剪切段的螺杆组合方式不同，具体螺杆组合方式详见表1。

比较例2

原料与实施例2相同，玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，区别在于塑化段和剪切段的螺杆组合方式不同，具体螺杆组合方式详见表1。

比较例3

原料与实施例3相同，玻纤增强AS树脂的制备方法与实施例1相同，区别在于塑化段和剪切段的螺杆组合方式不同，具体螺杆组合方式详见表1。

表1实施例1-3和比较例1-3塑化段和剪切段的螺杆组合方式

将实施例1～4和比较例1～3制得的玻纤增强AS树脂在200℃～240℃于注塑机内加工成测试样品，样品标号依次为A、B、C、D、A’、B’、C’，检测上述7个样品的力学性能、熔融指数、外观及动平衡性能，熔融指数是在220℃，10kg的条件下检测的，动平衡性能检测的转速为1400转/分钟，左右平衡量≤0.1g为合格，测试结果列于表2。

表2力学性能、外观及动平衡性能测试结果

由上述方案可知，采用本发明提供的方法制备的玻纤增强AS树脂具有较好的力学性能，外观均匀光滑，质地均匀，适合用作家用和汽车空调室内机的贯流、离心叶片，以及室外机的轴流叶片。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种玻纤增强AS树脂的制备方法，包括：

将原料输入双螺杆挤出机共混挤出；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述塑化段包括：螺纹块、3～6个剪切块和1～2个反螺旋纹块。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述剪切段包括：螺纹块、4～9个剪切块、1～2个反螺旋纹块和1～3个齿形盘。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述AS树脂为熔融指数为1.0～5.0g/10min的高强度AS树脂和/或熔融指数大于5g/10min的高流动性AS树脂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述高强度AS树脂与高流动性AS树脂的重量比为1∶0.8～1.2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括填料，所述填料的含量为0.01～2wt％。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述填料为滑石粉和/或玻璃微珠。