CN106189051A - 一种吸声隔音abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种吸声隔音abs复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种吸声隔音ABS复合材料及其制备方法，该复合材料主要由以下重量份数比例的组分制成：ABS 60～80份、多孔网络结构复合粉18～38份、偶联剂0.5～1.0份、抗氧剂0.5～1.0份、加工助剂1.5～2.0份。制备方法：制备活化复合粉；先将ABS、抗氧剂投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将活化好的复合粉、加工助剂依次投入高速搅拌机中高速搅拌6～8min混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温后送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音ABS复合材料。本发明的复合材料吸声隔音效果好且集优异的刚性、韧性、热稳定性于一身，用料来源广泛，生产工艺简单，是易于实现工业化生产的吸声隔音ABS复合材料。

Description

一种吸声隔音ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种吸声隔音ABS复合材料，属于工程塑料功能化应用技术领域。
背景技术
随着社会的发展，现代科技的进步，人们生活水平的提高，对生活中使用的交通工具更加趋向舒适、环保和人性化。其中对汽车也不例外，汽车内饰塑料件，要求既能隔音降噪，又要绿色环保。在这样的环境下，用于汽车类的吸声隔音材料研究逐渐成为一个热点研究，目前研究较多的领域是多空型材料、多纤维材料和泡沫材料而研究应用于汽车的吸声隔音改性工程材料相对较少。日本专利JP2002287767公开了如下制造的汽车吸声材料，涂覆并整体模塑热状吸声材料，其中矿石棉、玻璃纤维和聚酯纤维基无纺布构成的材料进行水、油和阻燃处理。此外，日本专利JP2002161465的吸声材料，在层状结构的一个表面层采用阻燃性聚酯长丝无纺布做表面材料，所述层结构包括通过针状结构材料熔为一体后，经过熔喷的无纺布和聚酯无纺布。这两个专利的优点是吸声效果良好，其不足之处其制造工艺复杂，用料复杂，此外，在使用含卤素基阻燃性聚酯纤维的情况下吸声材料在燃烧时会产生有毒气体。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的一些不足，提供一种环保型吸声隔音工程改性料--吸声隔音ABS复合材料及其制备方法。该发明的吸声隔音ABS复合材料能集优异的刚性、韧性、热稳定性等特性于一身，用料来源广泛，生产工艺简单，可操作性强，易于实现工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种吸声隔音ABS复合材料，主要由以下重量份数比例的组分制成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)60～80份、多孔网络结构复合粉18～38份、偶联剂0.5～1.0份、抗氧剂0.5～1.0份和加工助剂1.5～2.0份。
作为本发明的进一步说明，以上所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物采用中国台湾奇美牌号为PA-757或者PA-765A。可以在市场上购买得到该产品。
作为本发明的进一步说明，以上所述的多孔网络结构复合粉采用粒径要求在4.0μm～6μm并且按质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须制成的复合粉。硅藻土能明显增强ABS的刚性和强度，并可提高产品的耐热、保温、抗老化等化学作用的性能，是隔音保温的良好材料。无水硫酸钙晶须，对ABS材料有明显增强、增韧效果，是ABS良好的声音过滤材料、保温材料、耐火隔热材料。
作为本发明的进一步说明，以上所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或者硅烷偶联剂中的一种。
作为本发明的进一步说明，以上所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂；所述的主抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂164。
作为本发明的进一步说明，以上所述的加工助剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)和硅油两种混合物。乙撑双硬脂酰胺能在多孔的硅藻土表面改善其脱气性；硅油不仅脱模方便，且使制品表面洁净、光滑、纹理清晰降低表观粘度，有吸收振动，防止振动传播的功能。乙撑双硬脂酰胺(EBS)和硅油可以按任意比例进行混合。
在本发明中，各种原材料均可以在市场上购买得到；如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、抗氧剂1010或抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂164分别、硅藻土和无水硫酸钙晶须，均可以在市场上购买得到。
一种制备上述吸声隔音ABS复合材料的方法，包括以下步骤：
步骤一，将质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须制成的多孔网络结构复合粉投入高速搅拌机中，加热至100℃～105℃，高速搅拌6～8min去除水分，后加入偶联剂，继续高速搅拌6～8min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；
步骤二，按相应的重量份数称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，混合均匀，再依次加入步骤一中获得的活化复合粉、加工助剂，继续高速搅拌6～8min，均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为200～220r/min。
在上述步骤一、步骤二中，高速搅拌机的搅拌速度均为300～400r/min。
在本发明的制备方法中，首先采用活化技术对无机矿粉进行活化处理，后通过活化改性技术在ABS中引入硅藻土和无水硫酸钙晶须复合粉，使复合活化复合粉在ABS中均匀形成交错网状结构，从而使ABS达到良好的吸声隔音效果，显著改善复合材料的综合性能。
本发明的优点：
1.在ABS中引入通过活化处理的多孔结构硅藻土既可以使复合材料能长时间消除异味和吸收、分解有害化学物质、净化空气，隔音等特点又可赋予ABS优良的延伸性，较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻耐磨等特性。
2.硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、耐磨耗、耐高温、易与聚合物复合等优点、 在ABS中引入活化无水硫酸钙晶须，能赋予ABS复合材料良好的强度、韧性、耐热性的同时又可达到过滤声音的效果。
3.在ABS中引入通过活化处理的多孔结构硅藻土和具有纤维结构的无水硫酸钙晶须的混合物，其活化高速混合以后形成复杂的交错网络多孔结构，表现出卓越的绝热性能和优异的吸声隔音性能，同时实现了刚性粒子显著提高聚烯烃刚度模量、热变形温度及加工机械性能的良好效果。
4.在ABS中引入乙撑双硬脂酰胺(EBS)作为加工助剂，可在多孔硅藻泥表面改善其脱气性，硅油不仅脱模方便，且使制品表面洁净、光滑、纹理清晰降低表观粘度，有吸收振动，防止振动传播的功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但是本发明的要求保护的范围不局限于以下实施例的具体记载。
实施例1：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将18份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入0.5份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤二，称取80份ABS、0.75份抗氧剂1010、0.75份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及0.8份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和0.7份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为200r/min。测定本实施例吸声隔音ABS复合材料的吸声系数，具体数值见表1。
实施例2：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将22份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入0.6份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为350r/min；
步骤二，称取76份ABS、0.72份抗氧剂1010、0.72份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及0.8份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和0.8份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为350r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为210r/min。测定本实施例吸声隔音复合材料的吸声系数，具体数值见表1。
实施例3：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将26份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入0.6份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为400r/min；
步骤二，称取72份ABS、0.70份抗氧剂1010、0.70份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及1.0份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和0.8份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为400r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为220r/min。测定本实施例吸声隔音复合材料的吸声系数，具体数值见表1。
表1：实施例1-实施例3的吸声系数测定表
材料编号 成分 吸声系数/％(100-5KHz)
吸声隔音ABS复合材料1 实施例1制备的材料 61
吸声隔音ABS复合材料2 实施例2制备的材料 62
吸声隔音ABS复合材料3 实施例3制备的材料 62.5
实施例4：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将30份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入0.8份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤二，称取68份ABS、0.65份抗氧剂1010、0.65份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及1.0份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和1.0份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为350r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为205r/min。测定本实施例吸声隔音ABS复合材料的吸声系数，具体数值见表2。
实施例5：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将34份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入1.0份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为400r/min；
步骤二，称取64份ABS、0.60份抗氧剂1010、0.60份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及1.0份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和0.8份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为215r/min。测定本实施例吸声隔音ABS复合材料的吸声系数，具体数值见表2。
实施例6：
制备吸声隔音ABS复合材料：
步骤一，先将38份粒径为4.0μm的质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须投入高速搅拌机中，加热至100℃，高速搅拌6min去除水分，再加入1.0份硅烷偶联剂，继续高速搅拌6min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤二，称取60份ABS、0.60份抗氧剂1010、0.60份抗氧剂168，然后依次投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，再将步骤一获得的活化复合粉以及1.0份乙撑双硬脂酰胺(EBS)和0.5份硅油依次投入到高速搅拌机中继续高速搅拌6～8min，混合均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；所述的高速搅拌机的搅拌速度均为300r/min；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为200r/min。测定本实施例吸声隔音ABS复合材料的吸声系数，具体数值见表2。
表2：实施例4-实施例6的吸声系数测定表
材料编号 成分 吸声系数/％(100-5KHz)
吸声隔音ABS复合材料4 实施例4制备的材料 63
吸声隔音ABS复合材料5 实施例5制备的材料 64
吸声隔音ABS复合材料6 实施例6制备的材料 65

Claims (8)

1.一种吸声隔音ABS复合材料，其特征在于，其主要由以下重量份数比例的组分制成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物60～80份、多孔网络结构复合粉18～38份、偶联剂0.5～1.0份、抗氧剂0.5～1.0份和加工助剂1.5～2.0份。
2.根据权利要求1所述的吸声隔音ABS复合材料，其特征在于：所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物采用中国台湾奇美牌号为PA-757或者PA-765A。
3.根据权利要求1所述的吸声隔音ABS复合材料，其特征在于：所述的多孔网络结构复合粉采用粒径要求在4.0µm～6µm并且按质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须制成的复合粉。
4.根据权利要求1所述的吸声隔音ABS复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或者硅烷偶联剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的吸声隔音ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂；所述的主抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂164。
6.根据权利要求1所述的吸声隔音ABS复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为乙撑双硬脂酰胺和硅油两种混合物。
7.一种制备如权利要求1-6任一所述的吸声隔音ABS复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将质量百分比为3:2的硅藻土和无水硫酸钙晶须制成的多孔网络结构复合粉投入高速搅拌机中，加热至100℃～105℃，高速搅拌6～8min去除水分，后加入偶联剂，继续高速搅拌6～8min后，得到活化复合粉，放出到料池中，自然冷却备用；
步骤二，按相应的重量份数称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧剂投入到高速搅拌机中高速搅拌6～8min，混合均匀，再依次加入步骤一中获得的活化复合粉、加工助剂，继续高速搅拌6～8min，均匀后，得到混合物，放出到料池中，自然冷却至室温；
步骤三，将步骤二中获得的混合物经冷却至室温后通过喂料系统加入到双螺杆挤出机，经挤出、切粒、干燥后包装即为吸声隔音复合材料；所述双螺杆挤出机的各区加热温度依次为：一区温度165～185℃，二区温度185～195℃，三区温度195～215℃，四区温度205～225℃，五区温度210～225℃，机头 195～225℃；所述双螺杆挤出机的主机转速为200～220r/min。
8.根据权利要求7所述的制备吸声隔音ABS复合材料的方法，其特征在于：所述步骤一、步骤二中，高速搅拌机的搅拌速度均为300～400r/min。
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CN105504649A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 上海锦湖日丽塑料有限公司 汽车内饰用隔音减震耐热abs树脂组合物及其制备方法

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