一種啞光級(jí)耐熱abs改性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種啞光級(jí)耐熱ABS改性材料及其制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯乙烯_ 丁二烯_丙烯腈共聚物（ABS)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，沖擊 強(qiáng)度高，光澤度及尺寸穩(wěn)定性好，易染色、耐磨且易于成型加工，被廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)配件 (儀表板、工具艙門(mén)、車(chē)輪蓋、反光鏡盒等），電動(dòng)工具外殼，打字機(jī)鍵盤(pán)等；但通用ABS樹(shù)脂 的耐熱溫度較低，0. 45MPa的熱變形溫度一般只有90°C左右，在用于小轎車(chē)中央面板、空調(diào) 出風(fēng)口、方向盤(pán)上下蓋以及遮陽(yáng)板等有耐熱（〇.45MPa的熱變形溫度彡100°C)及啞光要求 的汽車(chē)內(nèi)飾部件時(shí)便不能滿足使用要求；啞光效果的汽車(chē)內(nèi)飾材料可幫助駕駛員緩解視覺(jué) 疲勞，提尚駕駛安全性。
[0003]目前汽車(chē)內(nèi)飾材料的啞光效果主要通過(guò)在制件表面噴涂啞光漆或是在原材料中 添加消光劑改性實(shí)現(xiàn)。但是，噴涂啞光漆會(huì)大幅提高內(nèi)飾件加工成本并造成環(huán)境污染；在材 料中添加大粒徑的無(wú)機(jī)填料雖然可以顯著降低材料的光澤度，但會(huì)導(dǎo)致材料沖擊強(qiáng)度與流 動(dòng)性的大幅下降；而在材料中添加預(yù)交聯(lián)的橡膠粒子雖然可在制件表面取得良好的啞光效 果，卻嚴(yán)重影響了材料的流動(dòng)性和耐熱性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種成本低且環(huán)保，耐熱 性高，抗沖擊性能好，能在表面產(chǎn)生柔和均勻的啞光效果的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料。
[0005] 本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種啞光級(jí)耐熱ABS改性材料，所述 材料包括如下組分及重量百分比：
[0006]ABS樹(shù)脂 60_80wt%;
[0007] 表面改性的碳纖維：5-20wt%;
[0008] 耐熱改性劑5_15wt%;
[0009] 沖擊改性劑l_5wt%;
[0010]消光劑l_5wt%;
[0011]納米填料l_5wt%;
[0012] 抗氧劑 0.5-lwt% ;
[0013]光穩(wěn)定劑0?5-lwt%。
[0014] 本發(fā)明的材料以ABS樹(shù)脂為基體，并加入表面改性的碳纖維進(jìn)行增強(qiáng)作用。經(jīng)過(guò) 不斷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)處理的碳纖維表面呈現(xiàn)化學(xué)惰性，與樹(shù)脂基體浸潤(rùn)性差，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材 料粘結(jié)性差，嚴(yán)重影響材料的性能，而在以ABS樹(shù)脂為基體的材料中加入表面改性的碳纖 維，可明顯改善碳纖維與基體樹(shù)脂間的浸潤(rùn)性，再配合耐熱改性劑、沖擊改性劑及納米填料 等原料的共同作用，可以在降低材料光澤度，在產(chǎn)品表面取得良好的啞光效果的同時(shí)不但 可以保證材料的流動(dòng)性，還可以大幅度提高材料的沖擊強(qiáng)度及耐熱性。
[0015] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的ABS樹(shù)脂為苯乙烯-丁二烯-丙烯 腈接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接 枝共聚物中的一種或多種。
[0016] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的表面改性的碳纖維的長(zhǎng)度為 5mm-20mm。如果碳纖維長(zhǎng)度較小，在幾個(gè)毫米范圍內(nèi)，則通過(guò)纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的效果就會(huì)減 弱，反之，較長(zhǎng)的碳纖維則難以進(jìn)行加工。
[0017] 作為優(yōu)選，所述的碳纖維通過(guò)陽(yáng)極氧化處理進(jìn)行改性，預(yù)氧化條件為270-290°C， 預(yù)氧化時(shí)間為1. 5-2. 5h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，碳化條件為980-1030°C，碳化時(shí)間為25-35min。通 過(guò)陽(yáng)極氧化處理對(duì)碳纖維進(jìn)行改性處理，纖維表面被刻蝕成許多呈凹槽狀的刻痕，粗糙度 有所提高，表面含氧活性官能團(tuán)增加，能有效地改善碳纖維與ABS樹(shù)脂的界面粘積，進(jìn)而提 高界面結(jié)合力，同時(shí)使材料的斷裂形式由纖維拔出轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維斷裂，進(jìn)而顯著提高材料的 力學(xué)性能，尤其是提高抗沖擊強(qiáng)度。
[0018] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的耐熱改性劑為N-苯基馬來(lái)酰亞胺、 N-異丙基馬來(lái)酰亞胺、N-環(huán)已基馬來(lái)酰亞胺、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯、a-甲基苯乙烯-丙烯 腈-苯乙烯三元共聚物中的一種或多種。
[0019] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述沖擊改性劑為ABS高膠粉、苯乙烯類(lèi)增 韌劑、氯化聚乙烯類(lèi)增韌劑中的一種或多種。
[0020] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的消光劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯接 枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝本體法丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 共聚物中的一種或兩種。
[0021] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述納米填料為滑石粉、云母粉、蒙脫土、 娃灰石、高嶺土中的一種或幾種的混合物，納米填料的粒徑為400-800nm。
[0022] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的抗氧劑為受阻酚類(lèi)化合物與亞磷酸 酯類(lèi)化合物的混合物，其中受阻酚類(lèi)化合物與亞磷酸酯類(lèi)化合物的重量比為2:0. 5-1. 5。
[0023] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述受阻酚類(lèi)抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑2246中的 一種或多種；所述的亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑為抗氧劑168。
[0024] 在上述的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料中，所述的光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類(lèi)、苯并三唑 類(lèi)化合物、受阻胺類(lèi)化合物中的一種或多種。
[0025] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種上述啞光級(jí)耐熱ABS改性材料的制備方法，所述的制備方法 包括如下步驟：
[0026] 將ABS樹(shù)脂、耐熱改性劑、沖擊改性劑、消光劑、納米填料、抗氧劑、光穩(wěn)定劑按重 量百分比在高速混合機(jī)中高速混合；
[0027] 將混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)主喂料斗，將表面改性的碳纖維加入到雙螺 桿擠出機(jī)側(cè)喂料斗，擠出造粒即可得啞光級(jí)耐熱ABS改性材料，其中，雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn) 料段的溫度為170_190°C，壓縮段為200-220°C，塑化段為210-220°C，均化段為220-240°C， 模口溫度為200-210°C，轉(zhuǎn)速為150-5300轉(zhuǎn)/分。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的啞光級(jí)耐熱ABS改性材料以尼龍ABS樹(shù)脂為基體，通過(guò) 添加表面處理后的碳纖維，同時(shí)配合耐熱改性劑及沖擊改性劑的使用，共同強(qiáng)化樹(shù)脂，提高 材料的強(qiáng)度、耐高溫、抗沖擊性能，并在最終產(chǎn)品表面產(chǎn)生柔和且均勻的啞光效果，進(jìn)而滿 足汽車(chē)行業(yè)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾品高啞光及高耐熱的要求。此外本發(fā)明啞光級(jí)耐熱ABS改性材料的 制備方法簡(jiǎn)單，成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并 不限于這些實(shí)施例。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 按如下重量百分比稱取原料：ABS樹(shù)脂70wt%、表面改性的碳纖維：15wt%、耐熱 改性劑7wt%、沖擊改性劑1. 5wt%、消光劑lwt%、納米填料4wt%、抗氧劑10100. 3wt%、 抗氧劑1680. 3wt%、光穩(wěn)定劑0. 9wt%。所述的ABS樹(shù)脂為苯乙稀-丁二稀-丙稀腈接枝 共聚物；所述的表面改性的碳纖維的長(zhǎng)度為l〇mm;其中碳纖維通過(guò)陽(yáng)極氧化處理進(jìn)行改 性，預(yù)氧化條件為280°C，預(yù)氧化時(shí)間為2h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，碳化條件為1000°C，碳化時(shí)間為 30min;所述的耐熱改性劑為N-苯基馬來(lái)酰亞胺；所述沖擊改性劑為ABS高膠粉；所述的消 光劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；所述納米填料為2wt%滑石 粉和2wt%云母粉的混合物，納米填料的粒徑均為600nm;所述的光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類(lèi)。
[0032] 將稱取好的ABS樹(shù)脂、耐熱改性劑、沖擊改性劑、消光劑、納米填料、抗氧劑、光穩(wěn) 定劑在高速混合機(jī)中高速混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)主喂料斗，將表面改性的碳纖維 加入到雙螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料斗，擠出造粒即可得啞光級(jí)耐熱ABS改性材料，其中，雙螺桿擠 出機(jī)中，進(jìn)料段的溫度為170-190°C，壓縮段為200-220°C，塑化段為210-220°C，均化段為 220-240°C，?？跍囟葹?200-2KTC，轉(zhuǎn)速為 150-5300 轉(zhuǎn) / 分。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 按如下重量百分比稱取原料：ABS樹(shù)脂75wt%、表面改性的碳纖維：10wt%、耐熱 改性劑8wt%、沖擊改性劑3wt%、消光劑lwt%、納米填料1. 5wt%、抗氧劑10760. 4wt%、抗 氧劑1680. 4wt%、光穩(wěn)定劑0. 7wt%。所述的ABS樹(shù)脂為丙稀腈-苯乙稀-丙稀酸三元共 聚物；所述的表面改性的碳纖維的長(zhǎng)度為15_ ;其中碳纖維通過(guò)陽(yáng)極氧化處理進(jìn)行改性， 預(yù)氧化條件為285°C，預(yù)氧化時(shí)間為2. 3h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，碳化條件為10KTC，碳化時(shí)間為 32min;所述的耐熱改性劑為5wt%N-環(huán)已基馬來(lái)酰亞胺和3wt%馬來(lái)酸酐接枝苯乙稀；所 述沖擊改性劑為lwt%ABS高膠粉和2wt%苯乙稀類(lèi)增韌劑；所述的消光劑為甲基丙稀酸 縮水甘油酯接枝本體法丙稀腈-丁二稀-苯乙稀共聚物；所述納米填料為〇. 5wt%蒙脫土、 0. 5wt%娃灰石和0. 5wt%高嶺土的混合物，納米填料的粒徑均為700nm;所述的光穩(wěn)定劑 為苯并三唑類(lèi)化合物。
[0035] 將稱取好的ABS樹(shù)脂、耐熱改性劑、沖擊改性劑、消光劑、納米填料、抗氧劑、光穩(wěn) 定劑在高速混合機(jī)中高速混合，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)主喂料斗，將表面改性的碳纖維 加入到雙螺桿擠出機(jī)側(cè)喂料斗，擠出造粒即可得啞光級(jí)耐熱ABS改性材料，其中，雙螺桿擠 出機(jī)中，進(jìn)料段的溫度為170-190°C，壓縮段為200-220°C，塑化段為210-220°C，均化段為 220-240°C，模口溫度為 200-2KTC，轉(zhuǎn)速為 150-5300 轉(zhuǎn) / 分。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 按如下重量百分比稱取原料：ABS樹(shù)脂67wt%、表面改性的碳纖維：10wt%、耐熱 改性劑l〇wt%、沖擊改性劑3. 5wt%、消光劑4wt%、納米填料4wt%、抗氧劑22460. 5wt%、 抗氧劑1680. 4wt%、光穩(wěn)定劑0. 6wt%。所述的ABS樹(shù)脂為甲基丙稀酸甲酯-丁二稀-苯 乙烯接枝共聚物；所述的表面改性的碳纖維的長(zhǎng)度為8mm;所述的碳纖維通過(guò)陽(yáng)極氧化處 理進(jìn)行改性，預(yù)氧化條件為275°C，預(yù)氧化時(shí)間為1. 8h，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，碳化條件為990°C， 碳化時(shí)間為28min;所述的耐熱改性劑為4wt%N-苯基馬來(lái)酰亞胺和6wt%N-異丙基馬來(lái) 酰亞胺；所述沖擊改性劑為苯乙烯類(lèi)增韌劑；所述的消光劑為2wt%甲基丙烯酸縮水甘油 酯接枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和2