一種環(huán)保型玻纖增強as復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造屬于塑料改性領(lǐng)域，尤其是涉及一種環(huán)保型玻纖增強AS復合材料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)兩種單體為原料共聚合制 得的一種熱塑性塑料。AS樹脂具有優(yōu)良的性能，有極好的尺寸穩(wěn)定性、電性能、耐磨性、抗化 學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好，是一種重要的工程塑料。
[0003]玻纖增強塑料具有比強度高、耐腐蝕、隔熱、成型收縮率小等優(yōu)點。此外，利用玻纖 增強可以使塑料的拉伸性能大幅度提高。AS樹脂中加入玻璃纖維可增強AS樹脂的強度和抗 熱變形能力，還可減小AS樹脂的熱膨脹系數(shù)。
[0004]玻璃纖維增強AS因其具有良好的加工性能、尺寸穩(wěn)定性和拉伸強度在家用電器領(lǐng) 域具有良好的應(yīng)用價值，如空調(diào)中的軸流、貫流和離心風扇葉等。玻纖增強AS制件的性能直 接影響到空調(diào)器的質(zhì)量，與大家的日常生活息息相關(guān)。但是由于玻纖增強AS復合材料氣味 很大，限制了其在汽車，家電等領(lǐng)域的應(yīng)用；另外，對于材料還應(yīng)該有抗菌方面的要求。隨著 人們生活水平的提交，產(chǎn)品人性化、健康化將是競爭的焦點之一。
[0005]目前，中國對塑料制品的抗菌已經(jīng)有一個工業(yè)標準。抗菌標準為:抗細菌率符合I 2 99%的抗菌塑料可以作為強抗菌塑料，抗細菌率符合I 2 90%的抗菌塑料可以作為有抗 菌作用塑料。目前對抗菌材料的報道集中在聚丙烯材料，如專利CN 1017255771A采用添加 載銀離子抗菌劑來達到抗菌作用。
[0006]因此，開發(fā)出一種低氣味、力學性能優(yōu)異并且具有抗菌效果的玻纖增強AS復合材 料顯得尤為重要，具有巨大的市場空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種環(huán)保型玻纖增強AS復合材料，以解決現(xiàn)有技 術(shù)存在的問題。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0009]-種環(huán)保型玻纖增強AS復合材料，按重量百分比計，包含以下組分：
[0010] AS樹脂:60-80% ;玻璃纖維：15-20% ;相容劑:3-10% ;水母粒:2.5-5% ;偶聯(lián)劑： 0.3-1 %;抗菌劑:0.5-2% ;助劑0.1-3%;
[0011] 其中，所述AS樹脂為丙烯腈-苯乙烯共聚物;所述水母粒按重量百分比計，包括以 下組分：
[0012]聚丙烯：20%-36%;水50%-78%;礦物填料1-4%。
[0013]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。[0014]更進一步的，所述長玻璃纖維為無堿玻璃纖維，直徑為10_16μπι;所述短切玻璃纖 維的長度為0.2-10mm，直徑為8-20μηι。
[0015]進一步的，所述相容劑為丙烯酸酯類聚合物或共聚物，其聚合單體為丙烯酸，丙烯 酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種。
[0016]進一步的，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0017] 進一步的，所述抗菌劑為四季銨鹽，通式R4NX，其中四個烴基R相同或不同，X為鹵 素負離子或酸根負離子。
[0018] 進一步的，所述助劑為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾 種的混合。
[0019]本發(fā)明創(chuàng)造的還提出一種水母粒的制備方法，包括如下步驟：（1)將聚丙烯與礦物 填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預(yù)發(fā)泡顆 粒；
[0020] (2)以水為發(fā)泡劑，將聚丙烯預(yù)發(fā)泡顆粒進行發(fā)泡，制備得到高熔體強度的發(fā)泡聚 丙烯；
[0021] (3)將高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到不同含 水量的水母粒，放出待用。
[0022] 本發(fā)明創(chuàng)造的另一目的在于提出一種環(huán)保型玻纖增強AS復合材料的制備方法，以 解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是包括以下步驟：
[0023] (1)按重量百分比稱取AS樹脂、相容劑、水母粒、偶聯(lián)劑和助劑在高混機里混合1-3min;混合均勾，得到預(yù)混料；
[0024] (2)將預(yù)混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂料口加入玻璃纖維，進行熔 融擠出，造粒干燥，即得。
[0025]進一步的，所述熔融擠出的條件為：一區(qū)溫度180-210°C，二區(qū)溫度190-220°C，三 區(qū)溫度190-230°C，四區(qū)溫度190-240°C，五區(qū)溫度190-240°C，六區(qū)溫度190-240°C，七區(qū)溫 度190-240°C，八區(qū)溫度190-240°C，九區(qū)溫度190-240°C，主機轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘;雙螺桿 擠出機的長徑比為40:1。
[0026]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的環(huán)保型玻纖增強AS復合材料及其制備方法具 有以下優(yōu)勢：
[0027] 1)本發(fā)明使用丙烯酸酯類聚合物或共聚物作為相容劑，利用丙烯酸酯類聚合物或 共聚物具有高極性的特點，可以有效改變玻璃纖維和樹脂之間的界面狀態(tài)，提高其界面的 粘結(jié)力，從而提高復合材料的性能。
[0028]另外，通過添加硅烷偶聯(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。
[0029] 2)本發(fā)明使用的水母粒簡單易得，制備工藝簡單，成本低，能有效去除氣味的同 時，而又不影響復合材料的機械性能；
[0030] 3)本發(fā)明添加抗菌劑后，制備的玻纖增強AS復合材料具有優(yōu)異的抗菌效果，可以 作為抗菌材料用于汽車，冰箱，電視機行業(yè)。
【具體實施方式】
[0031] 除非另外說明，本文中所用的術(shù)語均具有本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)理解的含義，為了 便于理解本發(fā)明，將本文中使用的一些術(shù)語進行了下述定義。
[0032] 在說明書和權(quán)利要求書中使用的，單數(shù)型"一個"和"這個"包括復數(shù)參考，除非上 下文另有清楚的表述。例如，術(shù)語"(一個)細胞"包括復數(shù)的細胞，包括其混合物。
[0033]所有的數(shù)字標識，例如pH、溫度、時間、濃度，包括范圍，都是近似值。要了解，雖然 不總是明確的敘述所有的數(shù)字標識之前都加上術(shù)語"約"。同時也要了解，雖然不總是明確 的敘述，本文中描述的試劑僅僅是示例，其等價物是本領(lǐng)域已知的。
[0034] 下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明創(chuàng)造。
[0035] 以下實施例和對比例中，擠出機熔融擠出的加工條件如下：一區(qū)溫度180-210°C， 二區(qū)溫度190-220°C，三區(qū)溫度190-230°C，四區(qū)溫度190-240°C，五區(qū)溫度190-240°C，六區(qū) 溫度190-240°C，七區(qū)溫度190-240°C，八區(qū)溫度190-240°C，九區(qū)溫度190-240°C，主機轉(zhuǎn)速 250-600轉(zhuǎn)/分鐘;雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0036]原料來源如下：AS樹脂選自臺灣臺化的NF2200;長玻纖選自巨石集團的ER13-2000-988A，其纖維直徑為13μηι，線密度為2000tex;短玻纖選自Shenzhen Yataida公司的ECS-13-4.5系列，其玻璃纖維的長度為4.5111111，直徑為13以111;相容劑選自臺灣奇美的？1?^ CM-207;硅烷偶聯(lián)劑選自中國科學院的KH-550，KH-560和KH-602;所述抗菌劑為目前市售的 各種季銨鹽型抗菌劑。
[0037] 水母粒的制備：
[0038]將不同熔體強度的高熔體強度聚丙烯與礦物填料按表1所示配比進行充分的混 合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預(yù)發(fā)泡顆粒；以水為發(fā)泡劑，將聚丙 烯預(yù)發(fā)泡顆粒進行發(fā)泡，制備得到高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯;將高熔體強度的發(fā)泡聚丙烯 和水在高速混合器中混5-10min，制備得到如表1所示含水量的水母粒，放出待用。
[0039]表1水母粒的各組分含量(重量百分比）
[0042] 實施例1-6,對比例6
[0043] -種力學性能優(yōu)異的玻纖增強AS復合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法包 括以下步驟：
[0044] 按重量百分比稱取AS樹脂、相容劑、水母粒、硅烷偶聯(lián)劑、抗菌劑和助劑在高混機 里混合l_3min;混合均勻，得到預(yù)混料;將預(yù)混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂 料口加入玻璃纖維，進行熔融擠出，造粒干燥。測定其性能，具體數(shù)據(jù)列于表5。
[0045] 對比例卜3
[0046] -種力學性能優(yōu)異的玻纖增強AS復合材料，其原料配方如表1所示，其制備方法包 括以下步驟：
[0047]按重量百分比稱取AS樹脂、相容劑和助劑在高混機里混合l-3min;混合均勻，得到 預(yù)混料;將預(yù)混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側(cè)喂料口加入玻璃纖維，進行熔融擠 出，造粒干燥。測定其性能，具體數(shù)據(jù)列于表5。