CN103450617A - 一种低膨胀系数挤出级asa复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及ASA复合材料技术领域,公开了一种ASA复合材料及其制备方法。该材料是由包含以下重量份的组分制成:ASA树脂60~70份,填料15~30份,润滑剂1~5份,光稳定剂0.2~0.6份,抗氧剂0.2~1份。制备方法如下:称取60~70份ASA树脂、1~5份润滑剂、0.2~0.6份光稳定剂、0.2~1份抗氧剂,在高速混合机内搅拌3~5min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入15~30份填料,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到ASA复合材料。本发明的材料具有良好加工性能和低膨胀系数,能够实现ASA复合材料的高性能化和功能化。
Description
技术领域
本发明涉及ASA复合材料技术领域,涉及一种以ASA为基体的低膨胀系数挤出级ASA复合材料及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的飞速发展,新型高分子材料已经在航空航天、石油勘探、电子电气、国防军工等方面得到广泛应用。高分子材料与金属、陶瓷等无机材料形成的复合材料越来越得到人们重视。但与无机材料相比,高分子材料的耐热性相对较差,热膨胀系数(CTE)也大得多,两者复合后,随着温度的变化,热应力不仅使复合材料产生高分子涂层与基材剥离,而且还使高分子材料涂层产生龟裂、翘曲,模压塑料则产生裂纹等现象。不同材料复合时,由于其热膨胀系数之差引起的热应力是高分子复合材料应用中的一个重要问题。
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯(ASA)树脂是由苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯三元聚合物聚合而成的一种抗冲击改性树脂。由于ASA树脂引入了不含双键的丙烯酸橡胶,只有波长小于300nm的光才会对其起到老化的影响,因而耐候性较好,其染色产品,无需涂层保护,可替代喷漆ABS在户外直接使用,即使长期暴露于紫外线、湿汽、热、寒和冲击下,也能保持机械性能及外观颜色的稳定性。
普通的ASA树脂的热膨胀系数为9.0×10-5mm/℃,这在很大程度上限制了其应用。为了保证ASA材料在使用过程中不出现松动、变形、翘曲、开裂甚至垮塌等不良现象,需要ASA合金材料具有较低的热膨胀系数,以保证产品长期使用的安全性。
发明内容
针对ASA材料现有技术存在的缺点,本发明的目的是提供一种ASA复合材料,该材料具有良好加工性能和低膨胀系数,能够实现ASA复合材料的高性能化和功能化。
本发明的另一个目的是提供一种上述ASA复合材料的制备方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供了一种ASA复合材料,该材料是由包含以下重量份的组分制成:
ASA树脂 60~70份,
填料 15~30份,
润滑剂 1~5份,
光稳定剂 0.2~0.6份,
抗氧剂 0.2~1份。
所述的ASA树脂为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,其橡胶相丙烯酸酯含量为30-70%,熔融指数为5g/10min。
所述的填料选自二氧化硅、玻璃纤维、碳纤维或云母中的一种或一种以上。
所述的润滑剂选自月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌或聚乙烯蜡的一种或一种以上。
所述的光稳定剂选自N,N’-双(2,2,2,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯的一种或一种以上。
所述的抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯的一种或一种以上。
本发明还提供了一种上述ASA复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
称取60~70份ASA树脂、1~5份润滑剂、0.2~0.6份光稳定剂、0.2~1份抗氧剂,在高速混合机内搅拌3~5min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入15~30份填料,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到ASA复合材料。
所述的双螺杆挤出机自喂料口至挤出模头温度分别是170~190℃,190~220℃,210~240℃,220~240℃,220~250℃,主机转速是20~50赫兹。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和有益效果:
本发明的原料组分采用填料和加工助剂,与ASA树脂熔融共混,制备得到低膨胀系数ASA复合材料,其线膨胀系数可从纯ASA体系的9×10-5mm/℃,最低可降到2×10-5mm/℃,拉伸强度可达45~64MPa,同时该复合材料的制备方法,生产工艺简单,操作控制方便,质量稳定,应用范围广。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中,ASA树脂均为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,其橡胶相丙烯酸酯含量为30-70%,熔融指数为5g/10min。
实施例1
将60份ASA树脂、1份硬脂酸钡、0.2份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,在高速混合机内搅拌充分混合4min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是170℃,190℃,210℃,220℃,230℃,主机转速是30赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入15份碳纤维,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料,其相关性能测试见表1。
实施例2
将70份ASA树脂、3份硬脂酸钙、0.4份N,N’-双(2,2,2,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺、0.4份三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯,在高速混合机内搅拌充分混合3min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是190℃,200℃,220℃,230℃,250℃,主机转速是50赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入22份云母,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料,其相关性能测试见表1。
实施例3
将60份ASA树脂、5份硬脂酸锌、0.6份癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、0.6份β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,在高速混合机内搅拌充分混合5min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是190℃,200℃,220℃,230℃,250℃,主机转速是50赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入30份玻璃纤维,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料,其相关性能测试见表1。
实施例4
将70份ASA树脂、3份月桂酸二乙醇酰胺、0.4份N,N’-双(2,2,2,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺、1份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,在高速混合机内搅拌充分混合4min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是170℃,190℃,210℃,220℃,220℃,主机转速是20赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入25份二氧化硅,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料,其相关性能测试见表1。
实施例5
将70份ASA树脂、5份聚乙烯蜡、0.3份癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、0.8份β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,在高速混合机内搅拌充分混合4min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是170℃,190℃,210℃,220℃,230℃,主机转速是30赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入16份玻璃纤维,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料,其相关性能测试见表1。
表1
由表1可知,本发明的技术方案中,通过碳纤维改性ASA树脂,其热膨胀系数最低可达到2×10-5mm/℃,是几组实施例中效果最好的一组,而用玻璃纤维改性ASA树脂,虽然热膨胀系数达到2.8×10-5mm/℃,但是其保持了较强的拉伸强度。
实施例6
将65份ASA树脂、4份聚乙烯蜡、0.5份癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、0.5份β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,在高速混合机内搅拌充分混合4min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中,自喂料口至挤出模头温度分别是170℃,190℃,210℃,220℃,230℃,主机转速是30赫兹;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入16份玻璃纤维,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到低膨胀系数挤出级ASA复合材料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种ASA复合材料,其特征在于:该材料是由包含以下重量份的组分制成:
ASA树脂 60~70份,
填料 15~30份,
润滑剂 1~5份,
光稳定剂 0.2~0.6份,
抗氧剂 0.2~1份。
2.根据权利要求1所述的ASA复合材料,其特征在于:所述的ASA树脂为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,其橡胶相丙烯酸酯含量为30-70%,熔融指数为5g/10min。
3.根据权利要求1所述的ASA复合材料,其特征在于:所述的填料选自二氧化硅、玻璃纤维、碳纤维或云母中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的ASA复合材料,其特征在于:所述的润滑剂选自月桂酸二乙醇酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌或聚乙烯蜡的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的ASA复合材料,其特征在于:所述的光稳定剂选自N,N’-双(2,2,2,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的ASA复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯的一种或一种以上。
7.权利要求1至6任一所述的ASA复合材料的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
称取60~70份ASA树脂、1~5份润滑剂、0.2~0.6份光稳定剂、0.2~1份抗氧剂,在高速混合机内搅拌3~5min后,经计量装置送入双螺杆挤出机中;在双螺杆挤出机的第一个排气口加入15~30份填料,在螺杆的输送、剪切和混炼下,物料熔化、复合,再经挤出、拉条、切粒步骤,得到ASA复合材料。
8.根据权利要求7所述的ASA复合材料的制备方法,其特征在于:所述的双螺杆挤出机自喂料口至挤出模头温度分别是170~190℃,190~220℃,210~240℃,220~240℃,220~250℃,主机转速是20~50赫兹。
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