CN107446291A - 一种高光泽增韧as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光泽增韧AS复合材料及其制备方法。该高光泽增韧AS复合材料包括如下重量百分比的配方组分：AS树脂68.08‑92.6%；己内酰胺5‑25%；聚四氟乙烯2‑6%；聚酯纤维0.2‑0.6%；玻璃纤维0.2‑0.32%。本发明AS复合材料以AS、己内酰胺为基体组分，在熔融挤出过程中各组分发生协同作用，使得高光泽增韧AS复合材料具有高的透明度，以及优异的加工性能和力学性能。其工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低，适于工业化生产。

Description

一种高光泽增韧AS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高光泽增韧AS复合材料及其制备方法。
背景技术
由于家电市场的低价格化持续活跃，全球ABS材料市场需求增长速度较快，供不应求。为补充ABS市场的需求，AS材料的应用研究越来越重要。AS树脂具有良好的透明度、强度，以及耐化学性，在家电、食品领域应用较多，但其缺口冲击强度低，韧性差。鉴于以上特点，工程塑料行业对AS树脂进行改性，如AS/高胶粉，AS/PC合金等，以上方法扩展了AS树脂的应用领域。
在对AS（即AS树脂）改性研究中，本发明人发现己内酰胺材料具有良好的加工性及着色力。但其市场应用较为局限，利用其合金化与工程化的方法尚未开发。
本发明通过合适的物料比例并采用共混方法使AS与己内酰胺合金化，提高了复合物的强度、韧性，以及光泽度。采用以上发明的材料，工业设计师们可以设计出价格低廉的双色注塑平板电视，为平板电视的高端化与普及化提供了好的选材。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有优异强度、韧性和光泽度的、将AS与己内酰胺合金化的复合材料。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单，成本低，易于操作和控制的高光泽增韧AS复合材料的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种高光泽增韧AS复合材料，包括如下重量百分比的组分：
以及，一种高光泽增韧AS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
按照上述高光泽增韧AS复合材料配方分别称取各组分；
将所述称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出，造粒，得到所述高光泽增韧AS复合材料。
上述高光泽增韧AS复合材料将己内酰胺与AS树脂结合，对AS树脂进行改性，实现了AS与己内酰胺的合金化，提高了复合物的强度、韧性，以及光泽度，可以在与ABS以任意比例相混时更好地保持复合物的底色。
上述高光泽增韧AS复合材料的制备方法只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种高光泽增韧AS复合材料，包括如下重量百分比的组分：
具体地，上述AS树脂为丙烯晴-苯乙烯的共聚物，是由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物，一般含苯乙烯15%-50%，是透明而带黄色至琥珀针色的固体，现在主要作为ABS的掺混料。优选冲击强度为30±5J/M，密度为1.04-1.07g/cm3的AS树脂，例如LG化学80HF，台化NF2200。
上述己内酰胺为丁苯透明抗冲树脂，又称K-Resin（K-树脂），是以苯乙烯、丁二烯为单体，以烷基锂为引发剂，采用阴离子溶液聚合技术合成的一种嵌段共聚物，其透明、光亮，同时还具有极高的韧性和抗冲击性。在优选实施例中，所述己内酰胺为透光率大于88%的苯乙烯-丁二烯共聚物，冲击强度为（或约为）40±5J/M，密度为1.01-1.03g/cm3，例如奇美PB-5903或PB-5910。
上述己内酰胺与AS树脂经混合结合在一起，使得复合材料具有良好的颜色效果，达到很好的透明、光泽程度，可作为高端电子产品材料选材。
上述聚四氟乙烯能将复合材料的各组分结合在一起发挥协同作用。常用的聚四氟乙烯为ABS接枝月桂酸二乙醇酰胺聚四氟乙烯。在优选实施例中，所述聚四氟乙烯由重量比为98-99：0.2-0.3：1.6-1.7：0.2-0.3的AS树脂、乙二酸、月桂酸二乙醇酰胺和聚四氢呋喃组成，可称为AS接枝月桂酸二乙醇酰胺，其可以通过将各组分混合熔融挤出制得，其中，挤出温度为140-170℃。具体可以通过双螺杆挤出熔融接枝，将螺杆转速设为270-300转/分钟。在上述聚四氟乙烯体系中，AS树脂可选用上述AS树脂基材，乙二酸选择工业级，月桂酸二乙醇酰胺与聚四氢呋喃均可选择纯度大于98%的级别，这样可减少其它杂质的掺入，保证颜色的纯度。其关键指标是DCP含量，调整后可以控制聚四氟乙烯的颜色，为后续使用做铺垫。优选地，AS树脂、乙二酸、月桂酸二乙醇酰胺和聚四氢呋喃的重量比为98：0.2：1.6：0.2-0.3。
传统方法制备AS类复合物，均使用ABS接枝月桂酸二乙醇酰胺，基体是ABS，但是ABS与AS任意比例混合时严重影响复合物的底色透明性。本发明通过自制上述AS接枝月桂酸二乙醇酰胺，并通过对引发剂DCP的用量进行调整，使聚四氟乙烯颜色达到理想效果，且可以更好地保持复合物的底色，同时采用AS接枝月桂酸二乙醇酰胺可使主体AS与玻纤界面结合更加紧密，复合物强度达到最佳效果。
上述聚酯纤维有利于复合材料的熔融挤出，可改善挤出产品的物理性能，使产品表面光滑好看。所述聚酯纤维优选熔点为141.5℃-144.5℃的酰胺蜡类改性物，具体例如广州市欧颖化工TAF，EBS。
上述玻璃纤维可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。优选地，所述玻璃纤维为受阻酚类玻璃纤维，熔点115-150℃，如汽巴IRGANOX1098，IRGANOX1010。
本发明优选上述自制月桂酸二乙醇酰胺接枝AS作为聚四氟乙烯起到协效作用，由于整个发明的主体为AS材料，增韧体系为己内酰胺，月桂酸二乙醇酰胺接枝AS可以与两项达到完全相容，从而使AS聚四氟乙烯的作用发挥到极致，使得复合材料的冲击强度明显提高，并且高于两个主体材料，获得性能优异的高光泽增韧AS复合材料。
相应地，本发明实施例还提供了一种高光泽增韧AS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S01、按照上述高光泽增韧AS复合材料配方分别称取各组分；
S02、将所述称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
S03、将所述混合物料进行熔融挤出，造粒，得到所述高光泽增韧AS复合材料。
具体地，上述步骤S01中的高光泽增韧AS复合材料的配方以及配方中的各组分优选含量和种类如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。
上述步骤S02中，各组分进行混料处理的时间可以根据实际生产条件进行灵活的调整，只要各组分预混充分即可，如混合的设备可以是混料筒等。在优选实施例中，混料处理是将各组分在高速（如转速大于300r/min）混合处理10～15分钟，使得各组分混合均匀。
上述步骤S03中，混合物料的熔融挤出可以采用本领域常规的工艺。为了使得各组分在熔融挤出中更好的协同作用，赋予上述高光泽增韧AS复合材料更加优异的光泽透明度和力学性能，在优选实施例中，混合物料熔融挤出是采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度为170-230℃，螺杆转速270-300转/分钟。
上述高光泽增韧AS复合材料制备方法只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品，在熔融挤出过程中只需控制熔融挤出的温度和时间即可，因此，其制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。
现以具体的高光泽增韧AS复合材料及其制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。本发明提出的高光泽增韧AS复合材料，需要用到以下原材料：AS树脂、己内酰胺、聚四氟乙烯、聚酯纤维，玻璃纤维。
其中，AS树脂选择LG的80HF或台化的NF2200；己内酰胺选择奇美的PB-5903或PB-5910；聚四氟乙烯选择自制AS接枝月桂酸二乙醇酰胺；玻璃纤维选择汽巴化工的IRGANOX1098（或1010）；聚酯纤维选择广州市欧颖化工TAF（或EBS）。
实施例全部使用本发明所给出的原料及制备方法；以下实施例各组分含量的单位均为重量百分比（wt%）。
实施例1
称取AS树脂92.6、己内酰胺5、聚四氟乙烯2、聚酯纤维0.2，玻璃纤维0.2，预混合原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区170℃、二区190℃、三区200℃、四区170℃，机头230℃。
实施例2
称取AS树脂86.46、己内酰胺10、聚四氟乙烯3、聚酯纤维0.3，玻璃纤维0.24，预混原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区180℃、二区170℃、三区190℃、四区180℃，机头220℃。
实施例3
称取AS树脂80.34、己内酰胺15、聚四氟乙烯4、聚酯纤维0.4，玻璃纤维0.26，预混原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区170℃、二区200℃、三区200℃、四区190℃，机头210℃。
实施例4
称取AS树脂74.2、己内酰胺20、聚四氟乙烯5、聚酯纤维0.5，玻璃纤维0.3，预混原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区175℃、二区195℃、三区205℃、四区175℃，机头225℃。
实施例5
称取AS树脂68.08、己内酰胺25、聚四氟乙烯6、聚酯纤维0.6，玻璃纤维0.32，预混原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区185℃、二区185℃、三区200℃、四区170℃，机头205℃。
对比例1
称取ABS树脂80、己内酰胺20，预混原材料，然后将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区185℃、二区220℃、三区210℃、四区160℃，机头200℃。
对比例2
称取ABS树脂100，不添加其它，将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区185℃、二区185℃、三区200℃、四区170℃，机头205℃。
对比例3
称取己内酰胺100，不添加其它，将原料置于双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒，其挤出工艺为：一区170℃、二区200℃、三区200℃、四区190℃，机头210℃。
性能测试：
拉伸强度按ASTMD-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：（176±2）（长）×（12.6±0.2）（端部宽度）×(3.05±0.2)（厚度），拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按ASTMD-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸（mm）：（128±2）×（12.67±0.2）×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
悬臂梁缺口冲击强度按ASTMD-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（63±2）×（12.45±0.2）×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高光泽增韧AS复合材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
AS树脂68.08-92.6%；
己内酰胺5-25%；
聚四氟乙烯2-6%；
聚酯纤维0.2-0.6%；
玻璃纤维0.2-0.32%；
所述聚四氟乙烯由重量比为98-99：0.2-0.3：1.6-1.7：0.2-0.3的AS树脂、乙二酸、月桂酸二乙醇酰胺和聚四氢呋喃组成，所述聚四氟乙烯通过混合熔融挤出，挤出温度为140-170℃。
2.如权利要求1所述的高光泽增韧AS复合材料，其特征在于，所述己内酰胺为透光率大于88％的苯乙烯-丁二烯共聚物，冲击强度为40±5J/M。
3.如权利要求1-2任一项所述的高光泽增韧AS复合材料，其特征在于，所述AS树脂的冲击强度为30±5J/M，密度为1.04-1.07g/cm3。
4.如权利要求1-2任一项所述的高光泽增韧AS复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为受阻酚类玻璃纤维，熔点为115-150℃。
5.如权利要求1-2任一项所述的高光泽增韧AS复合材料，其特征在于，所述聚酯纤维为酰胺蜡类改性物，熔点为141.5-144.5℃。
6.一种高光泽增韧AS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
按照权利要求1～5任一所述高光泽增韧AS复合材料配方分别称取各组分；
将所述称取各组分进行混料处理，得到混合物料；
将所述混合物料进行熔融挤出，造粒，得到所述高光泽增韧AS复合材料。
7.如权利要求6所述的高光泽增韧AS复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出是采用双螺杆挤出，其挤出温度为170-230℃。
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