CN103849111A - 一种高强玄武岩纤维增强abs复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，该复合材料由包括以下重量份的组分制成：ABS100份，增韧剂5-15份，玄武岩纤维15-45份，过氧化物引发剂0.2-0.5份，其中优选地，玄武岩纤维在使用前用0.2-1重量份偶联剂处理，然后用2-6重量份相容剂浸渍处理。本发明同时还公开了上述复合材料的制备方法。本发明的复合材料中玄武岩纤维和ABS基体具有很好的粘接作用，从而使复合材料具有很好的强度、刚度、冲击韧性、耐热性，同时注塑成型制品具有很好的表面质量，而且本发明所提供的制备方法工艺简单，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明属于ABS复合材料领域，特别涉及一种高强玄武岩纤维增强ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
ABS是聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一种具有良好的耐冲击性、耐化学性、优良的电性能、良好的加工性以及较高性价比的热塑性工程塑料，广泛应用于汽车、电子电器、轻工业、建筑等行业。
由于不同领域、不同制品具有不同的使用性能要求，单一的ABS树脂无法满足使用要求。为了进一步扩大ABS的应用范围，目前国内外对ABS进行了大量改性，改性的方法基本为玻璃纤维和碳纤维增强改性，此种改性取得了一定的成果，但是，玻璃纤维增强ABS存在不能完全满足使用性能的缺陷，而碳纤维则价格相对较贵，使成本增加。
玄武岩纤维具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色环保材料。玄武岩纤维在很大程度上可代替玻璃纤维，被广泛用于航天航空、石油化工、汽车、建筑等诸多领域。玄武岩纤维具有良好的增强效应，其单纤维拔丝实验结果表明，玄武岩纤维与环氧聚合物的粘合能力高于无碱E玻璃纤维，而且在采用硅烷偶联剂处理后其粘合能力还会进一步提高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，该复合材料中的玄武岩纤维和ABS基体具有很好的粘接作用，该复合材料具有很好的强度、刚度、冲击韧性、耐热性和流动性，良好的加工性能，注塑成型制品具有很好的表面质量，以解决现有技术中玻璃纤维增强ABS存在不能完全满足使用性能的缺陷，而碳纤维则价格相对较贵，使成本增加的缺陷；
本发明的另一目的在于提供一种上述高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的制备方法，该方法制备工艺简单，适合大规模推广应用。
本发明的技术方案如下：
一种高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，由包括以下重量份的组分制成：
ABS 100份，
增韧剂 5-15份，
玄武岩纤维 15-45份，
过氧化物引发剂 0.2-0.5份。
优选地，所述的增韧剂为马来酸酐接枝ABS（ABS-g-MAH），所述马来酸酐接枝ABS的接枝率为0.5%-1.0%。
优选地，所述的玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，纤维直径为5-15μm。
优选地，所述的玄武岩纤维在使用前用0.2-1重量份偶联剂处理，然后用2-6重量份相容剂浸渍处理，所述的偶联剂选自N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述的相容剂选自环氧树脂、不饱和聚酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
优选地，所述的环氧树脂选自双酚型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或几种。
优选地，所述的不饱和聚酯选自邻苯二甲酸型不饱和聚酯、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基酯型不饱和聚酯中的一种或几种。
优选地，所述的过氧化物引发剂选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
一种上述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将ABS和增韧剂进行干燥；
将15-45重量份玄武岩纤维置于含0.2-1重量份偶联剂的酒精溶液中进行表面处理，之后干燥；
（2）称量100重量份干燥后的ABS、5-15重量份干燥后的增韧剂、0.2-0.5重量份过氧化物引发剂并混合均匀，加入双螺杆挤出机上游加料口，在210-230℃温度下混炼；同时称取2-6重量份相容剂对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理后的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。
优选地，所述步骤（1）中，将ABS和增韧剂置于干燥器中进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为10h；
将15-45重量份玄武岩纤维置于含0.2-1重量份偶联剂的酒精溶液中超声处理2-4小时，溶液温度为45-55℃，然后将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
第一，本发明利用环氧树脂、不饱和聚酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯作为相容剂，加入的过氧化物引发剂在一定温度下分解出自由基，引发作用使加入的ABS-g-MAH的酸酐基团与相容剂分子发生化学反应而结合，提高了ABS与相容剂的结合程度；由于相容剂与经过γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷和/或N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂进行表面处理的连续玄武岩纤维表面具有很好的亲和性，从而提高了玄武岩纤维与ABS的粘接强度，从而提高了复合材料的强度、刚度、冲击韧性，表面质量良好；
第二，本发明所提供的制备方法工艺简单，适合大规模推广应用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面结合本发明的优选实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
以下实施例和对比例中的ABS和ABS-g-MAH在称量前，均置于干燥器中，于干燥温度为80℃，干燥时间为10h的条件下进行干燥处理；ABS均采用台湾奇美生产的PA-757，具体实施例和对比例中将不再赘述。
实施例1
将直径为10μm的连续玄武岩纤维置于含0.2重量份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理2小时，溶液温度为50℃，然后将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、5份已经干燥好的接枝率为0.5%的增韧剂ABS-g-MAH和0.2份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取2重量份双酚F型二缩水甘油醚环氧树脂（型号：NPEF-170，购于南亚环氧树脂有限公司）对上述干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为15重量份，经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例1所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例2
将直径为10μm的连续玄武岩纤维置于含0.6份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为0.75%的增韧剂ABS-g-MAH和0.35份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取4重量份双酚F型二缩水甘油醚环氧树脂（型号：NPEF-170，购于南亚环氧树脂有限公司）对上述干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例2所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例3
将直径为10μm的连续玄武岩纤维置于含0.2份N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、15份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.5份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取6重量份双酚F型二缩水甘油醚环氧树脂（型号：NPEF-170，购于南亚环氧树脂有限公司）对干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为45重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例3所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例4
将直径为15μm的连续玄武岩纤维置于含0.2份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理2小时，溶液温度为55℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、5份已经干燥好的接枝率为0.5%的增韧剂ABS-g-MAH和0.2份二叔丁基过氧化物引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取2重量份邻苯二甲酸型不饱和聚酯（型号191#，购于潍坊宏涛化工有限公司）对上述干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为15重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例4所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例5
将直径为15μm的连续玄武岩纤维置于含0.5份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为55℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为0.75%的增韧剂ABS-g-MAH和0.35份二叔丁基过氧化物引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取4重量份双酚A型不饱和聚酯（型号：197#，购于济南易盛树脂有限公司）对上述干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例5所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例6
将直径为15μm的连续玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理4小时，溶液温度为55℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、15份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.5份二叔丁基过氧化物引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取6重量份双酚A环氧乙烯基酯（型号：MFE-10，购于华东理工大学华昌聚合物有限公司）对干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为45重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例6所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
实施例7
将直径为5μm的连续玄武岩纤维置于含0.2份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理2小时，溶液温度为45℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、5份已经干燥好的接枝率为0.5%的增韧剂ABS-g-MAH和0.2份过氧化苯甲酰引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取2重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯对干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为15重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例8
将直径为5μm的连续玄武岩纤维置于含0.6份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为0.75%的增韧剂ABS-g-MAH和0.4份过氧化苯甲酰引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取4重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯对干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例9
将直径为5μm的玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理4小时，溶液温度为55℃，将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、15份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.6份过氧化苯甲酰引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取6重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为45重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例10
将直径为10μm的玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.2份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取2重量份四酚基乙烷四缩水甘油醚环氧树脂（型号：711，购于天津晶东化学复合材料有限公司）对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例11
将直径为10μm的玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.5份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取6重量份均四酚基乙烷四缩水甘油醚环氧树脂（型号：711，购于天津晶东化学复合材料有限公司）对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例12
将直径为15μm的连续玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的连续玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.2份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取2重量份4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯对干燥好的连续玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的连续玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
实施例13
将直径为15μm的玄武岩纤维置于含1.0份γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷偶联剂的酒精溶液中超声处理3小时，溶液温度为50℃，将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时；按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH和0.5份过氧化二异丙苯引发剂；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；称取6重量份4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理好的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
对比例1
本对比例1为实施例1的对比例。
按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、5份已经干燥好的接枝率为0.5%的增韧剂ABS-g-MAH；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；将纤维直径为10μm的连续玄武岩纤维引入螺杆挤出机下游长纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为15重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
对比例1所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
对比例2
本对比例2为实施例2的对比例。
按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、10份已经干燥好的接枝率为0.75%的增韧剂ABS-g-MAH；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；将纤维直径为10μm的连续玄武岩纤维引入螺杆挤出机下游长纤维加料口，控制玄武岩纤维的量为30重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
对比例2所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
对比例3
本对比例3为实施例3的对比例。
按重量份数称量100份已经干燥好的ABS、15份已经干燥好的接枝率为1.0%的增韧剂ABS-g-MAH；将上述称好的原料投入到高速混合器中干混10min；将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口；将纤维直径为10μm的连续玄武岩纤维引入螺杆挤出机下游长纤维加料口，控制连续玄武岩纤维的量为45重量份；经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。其中，双螺杆挤出机的温度为：一区210℃，二区210℃，三区215℃，四区215℃，五区220℃，六区225℃，七区225℃，八区230℃，九区230℃，十区230℃，机头温度225℃，螺杆转速为180r/min。
对比例3所制得的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的力学性能和热性能参见表1。
通过实施例1-6和对比例1-3得到的材料性能测试结果见下表1。
表1
从表1实施例1-6的力学性能和热性能参数可以看出，本发明制备的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料具有强度和刚度高、冲击韧性好和耐热性好的优点，从实施例1-3和对比例1-3的力学性能和热性能参数可以看出，本发明所制备的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料与未经过偶联剂和相容剂处理的玄武岩增强ABS复合材料相比具有更高的强度、刚度、冲击韧性、更好的耐热性，是一种综合性能优良的纤维增强复合材料。
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 (9)
1.一种高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：
ABS 100份，
增韧剂 5-15份，
玄武岩纤维 15-45份，
过氧化物引发剂 0.2-0.5份。
2.根据权利要求1所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝ABS，所述马来酸酐接枝ABS的接枝率为0.5%-1.0%。
3.根据权利要求1所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维为连续玄武岩纤维，纤维直径为5-15μm。
4.根据权利要求1或3所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维在使用前用0.2-1重量份偶联剂处理，然后用2-6重量份相容剂浸渍处理，所述的偶联剂选自N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述的相容剂选自环氧树脂、不饱和聚酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的环氧树脂选自双酚型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的不饱和聚酯选自邻苯二甲酸型不饱和聚酯、双酚A型不饱和聚酯、乙烯基酯型不饱和聚酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的过氧化物引发剂选自过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将ABS和增韧剂进行干燥；
将15-45重量份玄武岩纤维置于含0.2-1重量份偶联剂的酒精溶液中进行表面处理，之后干燥；
（2）称量100重量份干燥后的ABS、5-15重量份干燥后的增韧剂、0.2-0.5重量份过氧化物引发剂并混合均匀，加入双螺杆挤出机上游加料口，在210-230℃温度下混炼；同时称取2-6重量份相容剂对干燥好的玄武岩纤维进行浸渍处理，将浸渍处理后的玄武岩纤维引入双螺杆挤出机下游纤维加料口，经挤出牵条、造粒，即制得高强玄武岩纤维增强ABS复合材料。
9.根据权利要求8所述的高强玄武岩纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，将ABS和增韧剂置于干燥器中进行干燥，干燥温度为80℃，干燥时间为10h；
将15-45重量份玄武岩纤维置于含0.2-1重量份偶联剂的酒精溶液中超声处理2-4小时，溶液温度为45-55℃，然后将超声处理好的玄武岩纤维置于烘箱中80℃干燥8小时。
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