CN105647023A - 一种玻纤增强aes树脂材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻纤增强AES树脂材料及其制备方法<b>，</b>玻纤增强AES树脂材料由以下组分按重量份制备而成：丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯50～90份、玻璃纤维10～40份、相容剂3～10份、偶联剂0.5～2份、衣康酸二甲酯1-5份。本发明制备的玻纤增强AES树脂材料具备优异的拉伸、弯曲性能及均衡的流动性、冲击性能。玻璃纤维的使用降低了AES材料的成本，使AES材料使用范围更加广泛。本发明的制备方法简单，易于实施。本发明中加入的衣康酸二甲酯，其与相容剂SMA、偶联剂产生协同作用，使AES与玻璃纤维的界面结合力达到最大，从而可以提高材料的力学性能尤其是可以大幅提高其抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明涉及到改性塑料领域，具体涉及到一种玻纤增强AES树脂材料及其制备方法。
背景技术
AES树脂又称EPSAN树脂，是三元乙丙橡胶与苯乙烯、丙烯腈的接枝共聚物。同ASA、ACS一样都是针对ABS耐候性差而开发的一种苯乙烯系增韧树脂。AES是用EPDM橡胶做增韧剂，EPDM是乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物，其分子中双键含量极少，故AES耐候性相比于ABS要好4-8倍。另外，AES的热稳定性、吸水率和冲击强度均优于ABS树脂，其它性能与ABS相当。所以，AES树脂由于有较好的综合性能及优异的耐候性，现逐渐应用于汽车配件、渔业和农用周转箱中，另外在门窗、广告牌等室外用品中也有一定的应用。
然而为增强而改性开发的AES树脂的强度低，制约着它在更多的领域应用。随着AES应用领域的扩展，在高强度需求的领域纯的AES力学性能会显得不足，加上AES材料成本束缚着它的广泛应用。
发明内容
本发明内容是提供一种玻璃纤维增强AES树脂材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案为：一种玻纤增强AES树脂材料，由以下组分按重量份制备而成：
丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯50～90份
玻璃纤维10～40份
相容剂3～10份
偶联剂0.5～2份
衣康酸二甲酯1-5份。
衣康酸二甲酯作为抗冲击改性剂可用于玻纤增强AES体系。在玻纤增强树脂的组合物中，能起到防止玻纤外露，提高加工流动性，降低螺杆扭矩，提高制品表面光洁度的作用；同时能解决组合物体系分层的现象，大幅提高组合物机械性能尤其是抗冲击性能。
进一步，所述丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯中三元乙丙橡胶的质量含量为55%～75%。
所述玻璃纤维为连续的无碱玻璃纤维。
所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物（简称SMA树脂），其重均分子量为0.8×105～2×105；所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的马来酸酐的质量含量为50%。
所述偶联剂为硅烷类偶联剂如KH-550或者钛酸酯类偶联剂如偶联剂105。
本发明的另一个目的是提供上述玻纤增强AES树脂材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按配比将丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯和相容剂、偶联剂、衣康酸二甲酯一起于高混机中混合2～10分钟；
（2）将步骤（1）中混好的原料加入双螺杆挤出机中，再将连续的无碱玻璃纤维通过挤出机加料段直接加入；然后在210～230℃熔融挤出、拉条、水冷、切粒后得到玻纤增强AES树脂材料。
所以本发明具有以下有益效果：
1、本发明制备的玻纤增强AES树脂材料具备优异的拉伸、弯曲性能及均衡的流动性、冲击性能。
2、玻璃纤维的使用降低了AES材料的成本，使AES材料使用范围更加广泛。
3、本发明的制备方法简单，易于实施。
4、本发明中加入的衣康酸二甲酯，其与相容剂SMA、偶联剂产生协同作用，使AES与玻璃纤维的界面结合力达到最大，从而可以提高材料的力学性能尤其是可以大幅提高其抗冲击性能。
具体实施方式
下面结合一些实施例来进一步阐述本发明。
下面各实施例、对比例中各组份及重量份见表1所示，然后均按下面的制备方法进行制备玻纤增强AES树脂材料，制备步骤为：
1、按表1中的配比称取各组分；
2、将AES和相容剂、偶联剂、衣康酸二甲酯一起置于高混机中混合2～10分钟；
3、将混合好的原料置于双螺杆挤出机中，再将连续的无碱玻璃纤维通过挤出机加料段直接加入；然后经熔融挤出、拉条、水冷、切粒，得到玻纤增强AES树脂材料；其中，双螺杆挤出机的长径比为40：1；螺筒温度设定为：一区温度210℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度225℃，七区温度225℃，八区温度230℃，机头温度225℃；螺杆转速为450转/分钟。
表1为实施例1-5的配方：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例 | |
| AES | 50 | 90 | 70 | 80 | 55 | 50 |
| 连续无碱玻璃纤维EDR14-1000-988A | 40 | 10 | 25 | 20 | 35 | 40 |
| 相容剂SMA | 10 | 3 | 5 | 3 | 10 | 10 |
| 偶联剂KH-550 | 2 | - | 1 | - | - | 2 |
| 偶联剂105 | - | 0.5 | 1.5 | 2 | - | |
| 衣康酸二甲酯 | 2 | 1 | 5 | 3 | 4 | - |
将上述实施例1-5及对比例中所制得的玻纤增强AES树脂材料先按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，然后按照下面表2所列的测试标准进行性能测试。
表2：性能测试方法：
| 性能指标 | 测试条件 | 测试方法 |
| 熔体指数 | 220℃，2.16kg | ASTM D1238 |
| 拉伸强度 | 5mm/min | ASTM D638 |
| 弯曲强度 | 1.25mm/min | ASTM D790 |
| 弯曲模量 | 1.25mm/min | ASTM D790 |
| 简支梁缺口冲击强度 | 23℃ | ASTM D6110 |
上述各实施例的标准样条与对比例中AES树脂试样的性能测试结果见下表3所示：
表3：测验结果
| 性 能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例 |
| 熔体指数，g/10min | 8.5 | 20.2 | 13.1 | 14.2 | 11.5 | 40.5 |
| 拉伸强度，MPa | 144 | 101 | 118 | 102 | 154 | 52.0 |
| 弯曲模量，MPa | 10111 | 6500 | 7896 | 7563 | 8521 | 2587 |
| 简支梁缺口冲击强度，kJ/m2 | 40.2 | 45.2 | 87.5 | 40.3 | 52.2 | 1.8 |
从实施例1与对比例相比，组合物中添加了衣康酸二甲酯后，其力学性能尤其是抗冲击性能得到大幅增加。另外，实施例1-5与对比例制备的AES树脂材料的流动性都属于正常区间，可以说本发明制备的AES树脂材料仍然保持了均衡的流动性。
Claims (6)
1.一种玻纤增强AES树脂材料，由以下组分按重量份制备而成：
丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯50～90份
玻璃纤维10～40份
相容剂3～10份
偶联剂0.5～2份
衣康酸二甲酯1-5份。
2.如权利要求1所述玻纤增强AES树脂材料，其特征在于，所述丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯中，三元乙丙橡胶的质量含量为55%～75%。
3.如权利要求1所述玻纤增强AES树脂材料，其特征在于，所述玻璃纤维为连续的无碱玻璃纤维。
4.如权利要求1所述玻纤增强AES树脂材料，其特征在于，所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物，其重均分子量为0.8×105～2×105；所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的马来酸酐的质量含量为50%。
5.如权利要求1所述玻纤增强AES树脂材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷类偶联剂或者钛酸酯类偶联剂。
6.权利要求1-5任一项所述玻纤增强AES树脂材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按配比将丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯和相容剂、偶联剂、衣康酸二甲酯一起于高混机中混合2～10分钟；
（2）将步骤（1）中混好的原料加入双螺杆挤出机中，再将玻璃纤维通过挤出机加料段直接加入；然后在210～230℃熔融挤出、拉条、水冷、切粒后得到玻纤增强AES树脂材料。
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