CN115304872B - 一种高透明度和低clte的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯‑丁二烯共聚物组合物及其制备方法和应用，涉及高分子材料领域。玻纤增强苯乙烯‑丁二烯共聚物组合物包括苯乙烯‑丁二烯共聚物、玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂、润滑剂；苯乙烯‑丁二烯共聚物的S：B的单体摩尔比例为(7：3)‑(8：2)，熔体流动速率在200℃、5kg为5‑10g/10min，偶联剂为环氧硅烷偶联剂和/或氨基硅烷偶联剂。本申请为解决玻璃纤维加入树脂材料影响透明度的问题，利用苯乙烯与丁二烯的单体比例来调节其体系的折射率，从而可达到与玻纤具有非常接近的折射率，从而使体系具有非常好的透明性，提高了产品的应用领域。

Description

一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组 合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯、通用聚苯乙烯等树脂由于其无定形形态而具有良好的透明性，在电子电器、家电、日常品等领域都有非常广泛的应用。由于树脂的线性热膨胀系数明显高于金属材料，在使用金属螺丝固定或与金属材料进行搭配组合后，存在热胀热缩的情况，常常发生低温开裂或高温变形等问题，因而人们常常通过加入玻璃纤维等进行改性，从而降低塑料体系的线性热膨胀系数，但玻纤的加入，由于树脂与玻璃纤维折射率的差异常常导致其透明性出现明显的下降甚至不透明，不能满足部分产品对透明度的性能要求，限制了应用领域。

发明内容

本发明提供了一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物及其制备方法和应用，以解决目前树脂材料加入玻璃纤维后透明度较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，包括以下重量份组分：

苯乙烯-丁二烯共聚物：58份-95份；

玻璃纤维：5份-40份；

偶联剂：0.5份-2份；

抗氧剂：0.1份-1份；

润滑剂：0.1份-1份；

其中，所述苯乙烯-丁二烯共聚物的S(苯乙烯)：B(丁二烯)的单体摩尔比例为(7：3)-(8：2)，熔体流动速率在200℃、5kg和ISO 1131-2011测试条件下为5-10g/10min；所述偶联剂为环氧硅烷偶联剂和/或氨基硅烷偶联剂。

通过采用上述方案，本申请通过加入苯乙烯-丁二烯共聚物与玻璃纤维材料共混，利用苯乙烯与丁二烯的单体比例来调节其体系的折射率，从而可达到与玻纤具有非常接近的折射率，从而使体系具有非常好的透明性，当S(苯乙烯)：B(丁二烯)单体摩尔比在(7：3)-(8：2)时，材料的线性膨胀系数下降，保证了材料具备有较低的线性膨胀系数，防止开裂和膨胀。

作为优选方案，还包括重量份为1份-5份的抗静电剂。

作为优选方案，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。

通过采用上述方案，采用上述抗静电剂类型，其属于小分子型物质，不影响体系的透明度，同时可以赋予优异的抗静电能力。

作为优选方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或硫醚类抗氧剂。

作为优选方案，所述润滑剂为油酸酰胺和/或芥酸酰胺。

作为优选方案，所述玻璃纤维为E级中碱玻璃纤维。

作为优选方案，包括以下重量份组分：

苯乙烯-丁二烯共聚物：74份-89.5份；

玻璃纤维：10份-25份；

偶联剂：0.5份-2份；

抗氧剂：0.1份-1份；

润滑剂：0.1份-1份；

抗静电剂：2份-3份。

本发明目的之二提供了一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将除玻璃纤维外的其他成分从高混机中投入，混合均匀后由双螺杆挤出机的主机中加入；

(2)将定量的玻璃纤维加入挤出设备，经挤出造粒后，获得所述高透明和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物。

本发明目的之三提供了一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物的应用，应用于电子电器、家电、日用品领域，例如智能家居信号发送接收器，电视机、空调等产品，有利于遥控设备发射的红外线穿透。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本申请通过加入玻璃纤维保证了材料具备有较低的线性膨胀系数，防止开裂和膨胀，通过添加苯乙烯-丁二烯共聚物，利用苯乙烯与丁二烯的单体比例来调节其体系的折射率，从而可达到与玻纤具有非常接近的折射率，当S(苯乙烯)：B(丁二烯)单体摩尔比在(7：3)-(8：2)时，材料的线性膨胀系数下降，在降低材料的线性热膨胀的同时，使体系具有非常好的透明性，提高了产品的应用领域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下表1为本申请实施例和对比例中原料的来源，如无特别说明，玻璃纤维、抗静电剂、抗氧剂和润滑剂均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的玻璃纤维、抗静电剂、抗氧剂和润滑剂。

表1-本申请实施例和对比例中原料的来源和性能参数

实施例1-7

一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，包括苯乙烯-丁二烯共聚物、E级中碱玻璃纤维、硅氧烷偶联剂、抗静电剂、润滑剂和抗氧剂；偶联剂为环氧硅氧烷偶联或氨基硅烷偶联剂；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076或硫醚类抗氧剂412S；润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺；各组分及含量如表2所示。

上述一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将苯乙烯-丁二烯共聚物、偶联剂、润滑剂、抗静电剂及抗氧剂从高混机中投入，混合均匀后由双螺杆挤出机的主机中加入；

(2)将定量的玻璃纤维从双螺杆挤出机的第五段加入，由侧喂料口加入；

(3)产品注塑时，配合蒸汽模技术，可获得高透明和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物。

表2-实施例1-6和对比例1-3中各组分及含量

对比例4

一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，苯乙烯-丁二烯共聚物-3的添加量为40kg。

对比例5

一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，偶联剂使用钛酸酯偶联剂。

对比例6

一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，各步骤及各步骤使用的试剂及工艺参数均与实施例4相同，不同的地方在于，苯乙烯-丁二烯共聚物-3采用苯乙烯-丁二烯共聚物-5替代。

性能检测试验

1、透明度：采用GB/T2410-2008和2.0mm色板检测样品的透明度，对实施例1-6和对比例1-6的材料样品进行检测，检测结果如表3所示，本申请的产品透明性能满足60％以上即可满足本申请产品的应用领域。

2、线性膨胀系数：采用GB/T 1036-2008标准检测样品的CLTE，对实施例1-6和对比例1-6的合金材料样品进行检测，检测结果如表3所示，本申请的产品CLTE性能满足80μm/m/℃以下即可满足本申请产品的应用领域。

表3-实施例1-6和对比例1-6的性能检测结果

结合表3中实施例3、5和对比例1-3的性能检测结果可知，本申请苯乙烯-丁二烯共聚物的CLTE达到78μm/m/℃以下，线性膨胀系数较低，且透明度达到了63％以上，产品的应用领域扩宽，本申请通过加入苯乙烯-丁二烯共聚物与玻璃纤维材料共混，利用苯乙烯与丁二烯的单体比例来调节其体系的折射率，从而可达到与玻纤具有非常接近的折射率，从而使体系具有非常好的透明性，基于苯乙烯与丁二烯的单体比例和熔指的协同影响作用，保证了材料具备有较低的线性膨胀系数，防止开裂和膨胀。对比实施例3和对比例3的方案可知，玻璃纤维的加入可以大幅降低树脂材料的线性膨胀系数，同时会带来透明度的降低，而苯乙烯-丁二烯共聚物中苯乙烯与丁二烯的单体比例在5.5：4.5及以下和9：1及以上时，不能达到与玻璃纤维较近的折射率，从而使体系的透明性降低。

结合表3中实施例1-4和对比例4的性能检测结果可知，随着玻璃纤维添加量的增加，材料的线性膨胀系数逐渐降低，但是玻璃纤维添加量的提高会导致材料的透明度下降，当玻璃纤维添加量较高而苯乙烯-丁二烯共聚物的添加量不足时，会导致材料的透明度不能满足要求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，包括以下重量份组分：

苯乙烯-丁二烯共聚物：58份-95份；

玻璃纤维：5份-40份；

偶联剂：0.5份-2份；

抗氧剂：0.1份-1份；

润滑剂：0.1份-1份；

其中，所述苯乙烯-丁二烯共聚物的S：B的单体摩尔比例为(7：3)-(8：2)，熔体流动速率在200℃、5kg为5-10g/10min；所述偶联剂为环氧硅烷偶联剂和/或氨基硅烷偶联剂。

2.如权利要求1所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，还包括重量份为1份-5份的抗静电剂。

3.如权利要求2所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，所述抗静电剂为非离子型抗静电剂。

4.如权利要求1所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或硫醚类抗氧剂。

5.如权利要求1所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，所述润滑剂为油酸酰胺和/或芥酸酰胺。

6.如权利要求1所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，所述玻璃纤维为E级中碱玻璃纤维。

7.如权利要求1所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，其特征在于，包括以下重量份组分：

苯乙烯-丁二烯共聚物：74份-89.5份；

玻璃纤维：10份-25份；

偶联剂：0.5份-2份；

抗氧剂：0.1份-1份；

润滑剂：0.1份-1份；

抗静电剂：2份-3份。

8.一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-7任一所述的一种高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物，包括以下步骤：

(1)将除玻璃纤维外的其他成分从高混机中投入，混合均匀后由双螺杆挤出机的主机中加入；

(2)将玻璃纤维加入挤出设备，经挤出造粒后，获得所述高透明和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物。

9.一种如权利要求1-7中任一所述的高透明度和低CLTE的玻纤增强苯乙烯-丁二烯共聚物组合物的应用，其特征在于，应用于电子电器、家电、日用品领域。