CN102924857A - 一种玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料及其制备方法。所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成：SMA46-90％，热稳定剂0-2％，加工助剂0-2％和短切玻璃纤维10-50％。制备方法为：将SMA、热稳定剂、加工助剂按比例在双螺杆挤出机中熔融混合分散，同时将短切玻璃纤维从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到产品。本发明具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、耐老化性优异以及低气味，满足汽车空调的高刚性、耐热性、耐老化性、尺寸稳定性以及低气味的要求，实现了汽车空调材料的高性能化。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车空调风扇专用玻纤增强苯乙烯/马来酸酐(SMA)复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
随着汽车工业的发展，玻纤增强SMA材料由于其优异的刚性、耐热性、尺寸稳定性、低翘曲、高流动性、耐老化性以及低气味逐渐在汽车内饰功能结构部件中得到了广泛的应用。
汽车空调风扇要求材料具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、耐老化性优异以及低气味。目前汽车空调风扇主要采用高结晶聚丙烯以及玻纤增强聚丙烯，高结晶聚丙烯材料耐热性不足，玻纤增强聚丙烯由于翘曲问题、气味问题以及熔接痕强度差等原因，已经难以满足汽车空调风扇的发展对材料的进一步升级换代。
发明内容
本发明的目的是提供一种玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足汽车空调用材料发展的需要。
为了达到上述目的，本发明提供了一种玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成：
苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) 46-90％；
热稳定剂 0-2％；
加工助剂 0-2％；
短切玻璃纤维 10-50％。
优选地，所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物为马来酸酐摩尔含量为5-25mol％的苯乙烯/马来酸酐无规共聚物。
优选地，所述的热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类与硫代酯类热稳定剂中的任意一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述的酚类热稳定剂为抗氧化剂Irganox1010。所述的亚磷酸酯类热稳定剂为抗氧化剂Ultranox627A或Irganox168。所述的硫代酯类热稳定剂为抗氧化剂412S。
优选地，所述的加工助剂为硬脂酸复合酯类、酰胺类加工助剂或其混合物。
优选地，所述的短切玻璃纤维为SMA专用无碱短切玻璃纤维。
本发明还提供了上述玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将苯乙烯-马来酸酐共聚物、热稳定剂和加工助剂按比例在长径比为30-60∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，同时将短切玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料。
优选地，所述的双螺杆挤出机的长径比为40∶1，该双螺杆挤出机在挤出造粒时的各段温度为230-265℃。
本发明还提供了上述玻纤增强苯乙烯/马来酸酐(SMA)复合材料在制造汽车空调风扇中的应用。
本发明采用短玻纤增强SMA注塑制备汽车空调风扇，克服了高结晶聚丙烯耐热性不足，玻纤增强聚丙烯翘曲、气味大、熔接痕强度差的缺点，成功的制备了一种汽车空调专用玻纤增强苯乙烯/马来酸酐(SMA)复合材料。
本发明采用短切玻璃纤维增强SMA，克服了高结晶聚丙烯耐热性不足，玻纤增强聚丙烯气味大、熔接痕强度不足的缺点。
此外，本发明中的热稳定剂的作用是抑制加工过程中产生的降解。
本发明提供的材料具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、耐老化性优异以及低气味等优点，满足汽车空调的高刚性、耐热性、耐老化性、尺寸稳定性以及低气味的要求，实现了汽车空调材料的高性能化。经检测，拉伸强度≥80MPa，拉伸模量≥5000MPa，缺口冲击强度≥6.5KJ/m2，熔接痕拉伸强度≥40Mpa，热变形温度(1.80Mpa)≥130℃，热氧老化(120℃，500hr)后拉伸强度保持率≥95％，气味等级(80℃，2hr)≤3.5级。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1
将89.7公斤SMA M14、0.1公斤酚类热稳定剂Irganox1010、0.1公斤亚磷酸酯抗氧化剂Ultranox627A、0.1公斤加工助剂EBS在长径比为60∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，螺杆转速为200r/min；再将10公斤重庆玻璃纤维有限公司生产的短切玻璃纤维304A通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机一至六段的温度分别设为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，265℃，挤出造粒，得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
表1
| 性能 | 单位 | 测试标准 | 测试结果 |
| 玻纤含量(750℃，30min) | ％ | ISO3451/1 | 15 |
| HDT(1.80MPa) | ℃ | ISO75/1-93 | 132 |
| 拉伸强度 | MPa | ISO527/2-93 | 88 |
| 拉伸模量 | MPa | ISO527/2-93 | 5500 |
| 缺口冲击强度 | KJ/m2 | ISO179/2-93 | 6.8 |
| 熔接痕拉伸强度 | Mpa | ISO527/2-93 | 47 |
| 拉伸强度保持率(120℃，500hr) | ％ | ISO527/2-93 | 96 |
| 气味等级(80℃，2hr) | -- | PV3900 | 3.0 |
实施例2
将78.5公斤SMA M25、0.5公斤酚类热稳定剂Irganox1010、0.5公斤亚磷酸酯类热稳定剂Irganox168、0.5公斤加工助剂EB-FF在长径比为30∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，螺杆转速为220r/min；再将20公斤重庆玻璃纤维有限公司生产的短切玻璃纤维304A通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出机一至六段的温度分别设为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，265℃，挤出造粒，得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
表2
| 性能 | 单位 | 测试标准 | 测试结果 |
| 玻纤含量(750℃，30min) | ％ | ISO3451/1 | 20 |
| HDT(1.80MPa) | ℃ | ISO75/1-93 | 134 |
| 拉伸强度 | MPa | ISO527/2-93 | 95 |
| 拉伸模量 | MPa | ISO527/2-93 | 6200 |
| 缺口冲击强度 | KJ/m2 | ISO179/2-93 | 7.5 |
| 熔接痕拉伸强度 | Mpa | ISO527/2-93 | 45 |
| 拉伸强度保持率(120℃，500hr) | ％ | ISO527/2-93 | 97 |
| 气味等级(80℃，2hr) | -- | PV3900 | 3.0 |
实施例3
将67.5公斤SMA214、0.7公斤酚类热稳定剂Irganox1010、0.8公斤硫代酯类热稳定剂412S、1公斤加工助剂EBS在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，螺杆转速为240r/min；再将30公斤美国PPG工业公司生产的短切玻璃纤维HP3540通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出机一至六段的温度分别设为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，265℃，挤出造粒，最终得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
表3
| 性能 | 单位 | 测试标准 | 测试结果 |
| 玻纤含量(750℃，30min) | ％ | ISO3451/1 | 30 |
| HDT(1.80MPa) | ℃ | ISO75/1-93 | 136 |
| 拉伸强度 | MPa | ISO527/2-93 | 115 |
| 拉伸模量 | MPa | ISO527/2-93 | 7500 |
| 缺口冲击强度 | KJ/m2 | ISO179/2-93 | 8 |
| 熔接痕拉伸强度 | Mpa | ISO527/2-93 | 43 |
| 拉伸强度保持率(120℃，500hr) | ％ | ISO527/293 | 98 |
| 气味等级(80℃，2hr) | -- | PV3900 | 3.0 |
实施例4
将46公斤SMA M14、2公斤酚类热稳定剂Irganox1010、1公斤亚磷酸酯类热稳定剂Ultranox627A、1公斤加工助剂EB-FF在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，螺杆转速为260r/min；再将50公斤美国PPG工业公司生产的短切玻璃纤维HP3786通过失重式计量秤从侧喂料喂入双螺杆挤出机中，挤出机一至六段的温度分别设为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，265℃，挤出造粒，得到产品。
按相应标准测试其性能，列表如下：
| 性能 | 单位 | 测试标准 | 测试结果 |
| 玻纤含量(750℃，30min) | ％ | ISO3451/1 | 40 |
| HDT(1.80MPa) | ℃ | ISO75/1-93 | 139 |
| 拉伸强度 | MPa | ISO527/2-93 | 125 |
| 拉伸模量 | MPa | ISO527/2-93 | 9000 |
| 缺口冲击强度 | KJ/m2 | ISO179/2-93 | 9 |
| 熔接痕拉伸强度 | Mpa | ISO527/2-93 | 41 |
| 拉伸强度保持率(120℃，500hr) | ％ | ISO527/2-93 | 99 |
| 气味等级(80℃，2hr) | -- | PV3900 | 3.0 |
Claims (8)
1.一种玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，由以下以重量百分数计的原料制成：
苯乙烯-马来酸酐共聚物 46-90％；
热稳定剂 0-2％；
加工助剂 0-2％；
短切玻璃纤维 10-50％。
2.如权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物为马来酸酐摩尔含量为5-25mol％的苯乙烯/马来酸酐无规共聚物。
3.如权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，所述的热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类与硫代酯的复合物类热稳定剂中的任意一种或两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为硬脂酸复合酯类、酰胺类加工助剂或其混合物。
5.如权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料，其特征在于，所述的短切玻璃纤维为SMA专用无碱短切玻璃纤维。
6.权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将苯乙烯-马来酸酐共聚物、热稳定剂和加工助剂按比例在长径比为30-60∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，同时将短切玻璃纤维通过失重式计量秤从侧喂料口喂入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料。
7.如权利要求6所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的长径比为40∶1，该双螺杆挤出机在挤出造粒时的各段温度为230-265℃。
8.权利要求1所述的玻纤增强苯乙烯/马来酸酐(SMA)复合材料在制造汽车空调风扇中的应用。
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