CN107163568B - 一种阻燃高韧性pa6-acs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃高韧性PA6‑ACS复合材料及其制备方法,复合材料按重量份由以下组分组成:PA6为60份‑80份;ACS为20份‑30份;增韧剂为12份‑18份;相容剂为4份‑6份;抗氧剂为0.1份‑0.5份;润滑剂为0.1份‑0.3份;增韧剂为纳米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物的协同增韧剂。本申请中SEBS‑g‑MAH可以改善PA6和ACS之间的相容性;纳米硅灰石在PA6‑ACS复合材料中,被MBS包覆,形成“核壳结构”,分散良好;当PA6‑ACS复合材料受到冲击时,“核壳结构”可以因变形而吸收能量,提高材料的抗冲击强度。

Description

一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料及其制备方法。
背景技术
由于苯乙烯-氯乙烯-丙烯腈树脂(ACS)有优良的物理力学性能和阻燃性能,表面强度高、尺寸稳定、耐化学药品性和电性能良好,易于成型加丁,而且价格低,是应用最广泛的工程塑料之一。
PA6具有强度高、耐热性等优点,两者共混改性,性能互补,具有很重要的意义。
但PA6是一种结晶性、强极性的聚合物,而ACS是一种非结晶性、弱极性的聚合物,二者的相容性很差,反而影响两种材料共混后的复合材料的性能,限制了应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料及其制备方法,解决了PA6与ACS共混后相容性差的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,按重量份由以下组分组成:
所述增韧剂为纳米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的协同增韧剂。
所述纳米硅灰石和所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的质量比为1:5。
所述相容剂是SEBS-g-MAH。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项阻燃高韧性PA6-ACS复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称取60份-80份的PA6、20份-30份ACS、12份-18份增韧剂、4份-6份的相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到阻燃高韧性PA6-ACS复合材料。
优选地,所述步骤2)具体为:
将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒;所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度200~220℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。
本发明的有益效果是:
1、SEBS-g-MAH可以改善PA6和ACS之间的相容性。
2、纳米硅灰石在PA6-ACS复合材料中,被MBS包覆,形成“核壳结构”,分散良好;当PA6-ACS复合材料受到冲击时,“核壳结构”可以因变形而吸收能量,提高材料的抗冲击强度。
3、ACS本身具有一定的阻燃性,与普通PA6相比,PA6-ACS复合材料具有一定的阻燃性。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请的实施例中所用的原料如下:
PA6(型号CM1017),日本东丽;ACS(型号GW-160),宁波镇洋化工;MBS(型号EM500A),韩国LG化学;纳米硅灰石,上海天函矿粉科技有限公司;SEBS-g-MAH,苏州亚赛塑化有限公司;抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330),瑞士汽巴精化;硬脂酸锌,汉维新材料;硬脂酸钙,武汉万荣科技;硬脂酸钾,邦诺化工。
本申请的实施例所用的测试仪器如下:
ZSK30型双螺杆挤出机,德国W&P公司;JL-1000型拉力试验机,广州市广才实验仪器公司生产;HTL900-T-5B型注射成型机,海太塑料机械有限公司生产;XCJ-500型冲击测试机,承德试验机厂生产;QT-1196型拉伸测试仪,东莞市高泰检测仪器有限公司;QD-GJS-B12K型高速搅拌机,北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,按重量份由以下组分组成:
增韧剂为纳米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的协同增韧剂。
纳米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的质量比为1:5。
相容剂是SEBS-g-MAH。
抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯(简称Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项阻燃高韧性PA6-ACS复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称取60份-80份的PA6、20份-30份ACS、12份-18份增韧剂、4份-6份的相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到阻燃高韧性PA6-ACS复合材料。
优选地,步骤2)具体为:
将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒;双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度200~220℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。
实施例1
1)称取60份PA6、20份ACS、2份纳米硅灰石、10份MBS、4份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6-ACS复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度200℃,二区温度240℃,三区温度240℃,四区温度240℃,五区温度240℃,六区温度240℃,机头温度240℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
1)称取80份PA6、30份ACS、3份纳米硅灰石、15份MBS、6份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.15份硬脂酸钠、0.15份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6-ACS复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度220℃,二区温度260℃,三区温度260℃,四区温度260℃,五区温度260℃,六区温度260℃,机头温度260℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
1)称取70份PA6、25份ACS、2.5份纳米硅灰石、12.5份MBS、5份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸钠、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6-ACS复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度210℃,二区温度250℃,三区温度250℃,四区温度250℃,五区温度250℃,六区温度250℃,机头温度250℃;螺杆转速240r/min。
实施例4
1)称取75份PA6、27份ACS、2份纳米硅灰石、10份MBS、4份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6-ACS复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度255℃,三区温度255℃,四区温度255℃,五区温度255℃,六区温度255℃,机头温度255℃;螺杆转速260r/min。
实施例5
1)称取70份PA6、24份ACS、3份纳米硅灰石、15份MBS、5份SEBS-g-MAH、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6-ACS复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度245℃,三区温度245℃,四区温度245℃,五区温度245℃,六区温度245℃,机头温度245℃;螺杆转速255r/min。
对比例1
1)称取称取60份PA6、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度255℃,三区温度245℃,四区温度255℃,五区温度255℃,六区温度255℃,机头温度255℃;螺杆转速235r/min。
性能测试:
将上述实施例1-5及对比例1制备的PA6-ACS复合材料用注塑机制成样条测试,测试数据如下表:
从上表可以看出,从表中还可以看出实施例1-5的韧性和阻燃性能都要好于对比例1,这大大扩展了PA6-ACS复合材料的应用领域,具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形,本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,其特征在于:按重量份由以下组分组成:
所述增韧剂为纳米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的协同增韧剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,其特征在于:所述纳米硅灰石和所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的质量比为1:5。
3.根据权利要求1所述的阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,其特征在于:所述相容剂是SEBS-g-MAH。
4.根据权利要求1所述的阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,其特征在于:所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的阻燃高韧性PA6-ACS复合材料,其特征在于:所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
6.上述权利要求1至5中任一项阻燃高韧性PA6-ACS复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)称取60份-80份的PA6、20份-30份ACS、12份-18份增韧剂、4份-6份的相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒,即得到阻燃高韧性PA6-ACS复合材料。
7.根据权利要求6所述的阻燃高韧性PA6-ACS复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2)具体为:
将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒;所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度200~220℃,二区温度240~260℃,三区温度240~260℃,四区温度240~260℃,五区温度240~260℃,六区温度240~260℃,机头温度240~260℃,螺杆转速200~280r/min。
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