[发明专利]一种耐热、抗冲、玻璃纤维增强黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性塑料材料及其制备方法，特别是涉及一种耐热、抗冲、玻璃纤维强黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)改性塑料及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)复合材料，是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯为基体，以玻璃纤维为增强材料而制成的复合材料，综合了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和玻璃纤维的性能。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯是用途广泛的热塑性工程塑料，应用于机械、电子、电气、仪表、家用电器、军工等领域。但其拉伸弯曲强度较低，耐热性不足，达不到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在汽车方面的应用要求。玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料具有良好的综合性能，强度高，刚性好，成型性好，尺寸稳定。同时，加入玻璃纤维可适当地提高复合材料的热变形温度，大幅度提高拉伸性能，降低材料的线胀系数和成型收缩率。但是，由于玻璃纤维的添加，冲击强度明显下降。

对于玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料的整体性能的提升，已经有大量的研究在进行。为增进玻璃纤维和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂基体之间的结合性，一些专利已经提出了解决方案。阐述玻璃纤维表面是经过含有环氧基团或者是丙烯腈和苯乙烯、核壳结构的甲基苯乙烯、α甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的一种或几种的共混物处理过。文献主要关注加工性能、表观粗糙度和色差，经过如此处理后，表观和色差得到改善。例如，将0.1％到5％的C1-12直链二元羧酸烷基锡(顺丁烯二酸二丁基锡、顺丁烯二酸二辛基锡)或C1-12环链二元羧酸有机锡化合物偶联剂，加入到接枝橡胶和苯乙烯，苯乙烯/甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物的体系中。该体系在添加20％的玻璃纤维时，仍显示出很好的加工性能，良好的抗冲和耐热性能。综合性能最佳的案例中，无缺口冲击强度(a_n^RT)为22KJ/m²，缺口冲击强度(a_k^RT)为9.1KJ/m²，Vicat B为108℃。一些文献描述了在一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂中加入玻璃纤维和一种含有环氧基团的硅偶联剂(β-(3，4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷，脂环族的环氧和一种硅烷偶联剂的反应产物)，制得的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合体系具有较高的拉伸强度和抗冲击强度。文献报道向熔融共混连续本体法生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂中，添加相容剂苯乙烯-马来酸酐无规共聚物，加工助剂以及无碱玻璃纤维制备出抗冲击强度高、弯曲强度高的树脂体系。最佳案例在玻璃纤维添加量为21.6％的条件下，热变形温度为101.5℃(ASTM D6481.82MPa，6.4mm)，悬臂梁冲击强度为11.5KJ/m²。文献报道将相容剂改变为苯乙烯-马来酸酐无规共聚物和环氧树脂的复配，得到的最佳体系，在玻璃纤维为30％时，得到了具有很好强度、韧性、耐热性能、流动性能，不翘曲，不浮纤的优良体系。

综上所述，无论是加入各种偶联剂，玻纤表面处理，还是加入相容剂，均着眼于增加玻璃纤维和基体树脂的结合力。通过增加结合力，来达到改善抗冲性能、提高耐热性和提高拉伸性能的目的，这种手段毕竟对耐热性和抗冲性能的提升毕竟很有限。本发明在保证加工性能和表观的条件下，为提高其耐热性和抗冲性能提供了一条适宜操作的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服普通的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS拉伸强度较低，耐热性较差的问题，采用玻璃纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和耐热改性剂来提高拉伸强度和耐热性，同时，采用特殊的耐热抗冲剂来提高体系的抗冲击性能。当然，所得的树脂体系也需要考虑表观的粗糙性。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种耐热、抗冲、玻纤增强黑色丙烯腈-丁二烯-苯乙烯改性塑料，其特征在于，组分按重量份数表示主要包括：

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯    60-85

玻璃纤维                2-18

黑色母粒                1.8-3.0

相容剂                  4-7

耐热改性剂              4-12

抗冲改性剂              2-10

抗氧剂                  0.2-0.3

高光亮分散剂            0.09-0.15

润滑剂                  0.5-1