CN108440889A - 一种耐磨耐候aes复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨耐候aes复合材料及其制备方法 Download PDF

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刘凯
吴向东
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Abstract

本发明涉及一种耐磨耐候AES复合材料及其制备方法，按重量份由以下组分组成：AES为80份‑100份，耐磨剂为6份‑8份，聚偏氟乙烯为6份‑10份，相容剂为0.1份‑0.3份，抗氧剂为0.1份‑0.5份。本技术方案通过使用一种新兴的材料α‑Sialon，江用它制备了一种复合型耐磨剂α‑Sialon材料/氮化钛，它比单一的耐磨剂氮化钛耐磨性更佳；聚偏氟乙烯具有很优异的抗紫外性，它的加入提升了AES复合材料的耐候性能。

Description

一种耐磨耐候AES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，特别是指一种耐磨耐候AES复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯晴-三元乙丙橡胶-苯乙烯(AES)是一个综合性能优良的新品种工程塑料。它具有优异的耐腐蚀性、耐高温和电绝缘性，但是在一些对耐磨性、耐候性要求极高的特殊领域上，单纯AES材料很难满足这种要求，这大大限制了它的应用。
如何提高AES的耐磨耐候性能，是本领域技术人员的研究课题，申请人通过多年的生产经验及摸索，通过对耐磨剂的改进，提高了AES复合材料的耐磨耐候性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨耐候AES复合材料及其制备方法，以解决现有技术中AES复合材料的耐磨耐候性能不足的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐磨耐候AES复合材料，按重量份由以下组分组成：
所述耐磨剂为α-Sialon材料和氮化钛的复合物。
所述耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的α-Sialon材料、氮化钛；
(2)将α-Sialon材料、氮化钛放入球墨机进行研磨，过筛，得到α-S ialon材料/氮化钛粉体；
(3)将(2)中α-Sialon材料/氮化钛粉体放入石墨磨具中，在650-750℃温度下烧结4-6h得到α-Sialon材料/氮化钛烧结体，再将前述烧结体放入粉碎设备中进行粉碎分级，过筛，得到耐磨剂α-Sialon材料/氮化钛。
步骤(1)中的α-Sialon材料与氮化钛的质量比为(30-50)：(20-40)。
所述相容剂为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。
上述任一项的耐磨耐候AES复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的AES、6份-8份耐磨剂、6份-10份聚偏氟乙烯、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES复合材料。
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，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃，机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果有：
1、α-Sialon材料是一种新兴的材料，它的硬度很高，本申请中用它制备了一种复合型耐磨剂α-Sia lon材料/氮化钛，它比单一的耐磨剂氮化钛耐磨性更佳。
2、聚偏氟乙烯(PVDF)具有很优异的抗紫外性，它的加入提升了AES复合材料的耐候性能。
3、本发明制得的AES复合材料工艺简单，便于推广应用。
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。
本发明各实施例中所用的原料如下：
AES(型号SK50)，日本UMG；氮化钛，秦皇岛一诺高新材料开发有限公司；PVDF(型号Korton)，法国圣戈班；α-Sialon材料，实验室自备；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；SEBS-g-MAH，苏州亚赛塑化有限公司。
本发明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。
本申请提供一种耐磨耐候AES复合材料，按重量份由以下组分组成：
耐磨剂为α-S i a l on材料和氮化钛的复合物。
耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的α-Sia lon材料、氮化钛；α-Sialon材料与氮化钛的质量比为(30-50)：(20-40)。
(2)将α-Sialon材料、氮化钛放入球墨机进行研磨，过1000目筛，得到α-Sialon材料/氮化钛粉体；
(3)将(2)中α-Sialon材料/氮化钛粉体放入石墨磨具中，在650-750℃温度下烧结4-6h得到α-Sialon材料/氮化钛烧结体，再将前述烧结体放入粉碎设备中进行粉碎分级，过600目筛，得到耐磨剂α-S ialon材料/氮化钛。
相容剂为SEBS-g-MAH。
抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(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。
实施例1
(1)称取80份AES、6份耐磨剂、6份PVDF、0.1份Irganox168、0.1份SEBS-g-MAH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AES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180℃，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100份AES、8份耐磨剂、10份PVDF、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.3份SEBS-g-MAH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AES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200℃，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90份AES、7份耐磨剂、8份PVDF、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份SEBS-g-MAH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AES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190℃，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95份AES、6份耐磨剂、9份PVDF、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份SEBS-g-MAH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AES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195℃，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85份AES、8份耐磨剂、8份PVDF、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168、0.2份SEBS-g-MAH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AES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195℃，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90份AES、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AES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195℃，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215r/min。
对比例2
(1)称取90份AES、8份氮化钛、8份PVDF、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168、0.2份SEBS-g-MAH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AES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195℃，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。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的AES复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
注：1000h老化试验参照的标准为GB/T1843-2008。
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的耐磨性能、耐候性能都要好于对比例1。对于扩展AES复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
通过实施例1-5与对比例2的数据可以看出，实施例1-5的耐磨性要好于对比例2，这说明本发明中的复合耐磨剂α-Sialon材料/氮化钛比单一耐磨剂氮化钛耐磨性能更佳。
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 (8)

1.一种耐磨耐候AES复合材料，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的耐磨耐候AES复合材料，其特征在于，所述耐磨剂为α-Sialon材料和氮化钛的复合物。
3.根据权利要求2所述的耐磨耐候AES复合材料，其特征在于，所述耐磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的α-Sialon材料、氮化钛；
(2)将α-Sialon材料、氮化钛放入球墨机进行研磨，过筛，得到α-Sialon材料/氮化钛粉体；
(3)将(2)中α-Sialon材料/氮化钛粉体放入石墨磨具中，在650-750℃温度下烧结4-6h得到α-Sialon材料/氮化钛烧结体，再将前述烧结体放入粉碎设备中进行粉碎分级，过筛，得到耐磨剂α-Sialon材料/氮化钛。
4.根据权利要求3所述的耐磨耐候AES复合材料，其特征在于，步骤(1)中的α-Sialon材料与氮化钛的质量比为(30-50)：(20-40)。
5.根据权利要求1所述的耐磨耐候AES复合材料，其特征在于，所述相容剂为SEBS-g-MAH。
6.根据权利要求1所述的耐磨耐候AES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-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
7.上述权利要求1至6中任一项的耐磨耐候AES复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的AES、6份-8份耐磨剂、6份-10份聚偏氟乙烯、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到AES复合材料。
8.根据权利要求7所述的耐磨耐候AES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，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃，机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
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