[發(fā)明專利]一種高性能玻纖增強ABS組合物及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510933270.2
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105440559A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖華明;付錦鋒;王揚利;陳剛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津金發(fā)新材料有限公司
• 主分類號: C08L55/02
• 分類號: C08L55/02;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/5435;C08K5/544
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 李莉華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于改性塑料領(lǐng)域，尤其是涉及一種高性能玻纖增強ABS組合物及其制備方法。

背景技術(shù)

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)樹脂兼具有丙烯腈的剛性和耐熱性，聚苯乙烯的光澤性和加工性以及聚丁二烯的抗沖擊性等特點，廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公設(shè)備、儀器儀表、交通運輸、建筑材料、日用器具及包裝材料等領(lǐng)域。

使用玻璃纖維增強ABS能進一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，以及提高其耐熱溫度。玻璃纖維增強ABS的力學(xué)性能很大程度上取決于ABS和玻璃纖維的黏結(jié)強度，由于樹脂和玻纖的界面粘接較差，不能充分發(fā)揮玻纖的增強作用，形成的復(fù)合材料強度，韌性，耐熱性等性能較差。

Klumperman等(W091/15543)曾以苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)、ABS、AS和玻纖為原料，共混制的ABS復(fù)合物。該復(fù)合物提高了維卡軟化溫度，但彎曲模量太低，只有5000MPa；并且由于加入了大量的ABS和SMA，制造成本上升。有些研究者采用甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、ABS、SMA、AS和玻纖作為原料，共混制得ABS復(fù)合物，但其增加了玻纖浸漬處理步驟，工藝復(fù)雜和成本進一步提供。

因此，開發(fā)出一種力學(xué)性能優(yōu)異的玻纖增強ABS復(fù)合材料顯得尤為重要，具有巨大的市場空間。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種高性能玻纖增強ABS組合物及其制備方法，以解決樹脂和玻纖的界面粘接較差，不能充分發(fā)揮玻纖的增強作用，形成的復(fù)合材料強度，韌性，耐熱性等性能較差及工藝復(fù)雜、成本高等問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種高性能玻纖增強ABS組合物，按重量百分比計，包含以下組分：ABS樹脂：62.4-84.4％，玻璃纖維：10-30％，相容劑：1-5％，偶聯(lián)劑：0.1-1％，助劑0.1-3％。

進一步的，所述相容劑為馬來酸酐接枝的ABS共混物，接枝率為1-12％，其熔指為1-5g/10min(200℃，5kg)。酸酐基團具有極高的化學(xué)反應(yīng)活性，可在擠出共混過程中與玻纖的表面羥基反應(yīng)，從而增強界面偶聯(lián)作用。馬來酸酐接枝ABS賦予了ABS極性，只要添加少量的馬來酸酐接枝ABS就可以大幅度提高ABS與玻纖的結(jié)合力，使增強ABS的拉伸強度、彎曲強度等明顯提高。

進一步的，所述ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量為10-55％，丙烯腈的重量百分比含量為15-32％，苯乙烯的重量百分比含量為30-70％。

進一步的，所述ABS樹脂的制備方法為本體法或乳液法。

進一步的，所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短切玻璃纖維的一種或幾種的混合；優(yōu)選的，所述長玻璃纖維為無堿玻璃纖維，直徑為10-16μm；優(yōu)選的，所述短切玻璃纖維的長度為0.2-10mm，直徑為8-20μm。

進一步的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，通式為YSiX3，式中，Y為非水解基團，代表與聚合物分子有親和力或反應(yīng)能力的活性官能團，優(yōu)選的，Y為氧基、巰基、乙烯基、環(huán)氧基、酰胺基或氨丙基；X代表能夠水解的烷氧基，優(yōu)選的，X為鹵素、烷氧基或酰氧基。玻纖增強材料因為是由玻璃纖維和合成樹脂所構(gòu)成的復(fù)合體，兩種材質(zhì)差異較大，彼此混合后存在相容的問題，為了保證塑料的性能，必須改變玻璃纖維和樹脂之間的界面狀態(tài)，盡量提高其界面的粘結(jié)力，而使用硅烷偶聯(lián)劑，利用其具有既能與玻璃纖維表面的某些基團反應(yīng)，又能與樹脂反應(yīng)的特點，在玻璃纖維與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應(yīng)力，從而增強了玻璃纖維與樹脂之間粘合強度，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使分散相和連續(xù)相均勻，即實現(xiàn)兩者的相容化。

進一步的，所述的硅烷偶聯(lián)劑為氨基型硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的，所述的氨基型硅烷偶聯(lián)劑含有的氨基數(shù)目為2個或2個以上。硅烷偶聯(lián)劑其水解速度取于硅能團X，而與有機聚合物的反應(yīng)活性則取于碳官能團Y。在硅烷偶聯(lián)劑的兩類性能互異的基團中，X基的不同只能影響水解速度，對復(fù)合材料的性能基本上無影響；而Y基團則直接決定硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用效果。只有當Y基團能和對應(yīng)的基體樹脂起反應(yīng)時，才能提高粘接強度。一般要求Y基團能與樹脂相溶并能起偶聯(lián)反應(yīng)，所以，對于不同基材或處理對象，選擇適用的硅烷偶聯(lián)劑至關(guān)重要。另外，雙氨基型或多氨基型的硅烷偶聯(lián)劑，其催化活性更高，更加有利于提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。