一种陶瓷纤维增强abs/pbt合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金及其制备方法，属于高分子材料及其 成型加工领域。
【背景技术】
[0002] PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。其主链是由每个重复单元为刚 性苯环和柔性脂肪醇连接起来的饱和线型分子组成，分子中没有侧链，结构对称，分子的高 度几何规整性和刚性部分使其聚合物具有高的机械强度、高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润 滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为〇. 1 %，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性 能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐 水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低，成型收缩率大。
[0003] ABS树脂是一种综合性能较好的工程塑料，具有优良的耐寒性能、耐油性能、电性 能、尺寸稳定性和加工流动性等特点。广泛应用于汽车零部件、家用电器、建筑、仪器仪表、 办公设备、日用器具等领域，是目前通用工程塑料中应用最广泛的品种。随着社会整体安全 意识的提高，多数产品都要求具有阻燃性，同时具备较高的耐热性，然而ABS遇火容易燃烧 且热变形温度不高，上述缺点限制了 ABS树脂的应用。
[0004] 结合PBT与ABS树脂的优缺点，现有技术中将PBT与ABS树脂进行熔融共混的工 作已经开展了很多，然而两者的相容性并不是很好，导致其拉伸强度及弯曲强度等力学性 能仍然不理想，故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高 一倍以上，热变形温度也大幅提高，可以在140°C下长期工作；但玻纤增强后的制品纵、横 向收缩率不一致，易使制品发生翘曲变形。
[0005] 陶瓷纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材 料，其直径一般为2 μ m?5 μ m，长度多为30mm?250mm，纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面 通常是圆形。其结构特点是气孔率高（一般大于90%)，而且气孔孔径和比表面积大。陶 瓷纤维的上述结构，使得陶瓷纤维较玻璃纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度，多 用于工业绝缘、密封，防护材料、电热装置绝缘、隔热材料，仪器设备、电热元件的绝缘和隔 热材，汽车行业隔热材料等。
[0006] 本发明正是从这些角度出发，提供了一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，利用复合 改性技术在保留了 ABS和PBT树脂优点的基础上，又利用陶瓷纤维增强和耐热改性的方法 提高其热变形温度及机械性能，从而满足在特定场合对ABS/PBT树脂耐热性和较高力学性 能的多重要求。
[0007] 此外，本发明专利技术在添加陶瓷纤维及本领域传统助剂的基础上，加入了少量 分散剂，以降低陶瓷纤维的成球率，提高陶瓷纤维的均匀分散性，保证材料综合性能的连续 稳定性。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金及其制备方法，以克服现有 技术存在的缺陷。
[0009] 为了达到上述目的，本发明提供了一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金及其制备方 法，由以下以重量百分数计的组分组成：
[0010] ABS 30-49% PBT 29-40% 陶瓷纤维 10-30% 相容剂 1-5% 润滑剂 0.01-2%
[0011] 热稳定剂 0.01-2% 抗氧剂 0.01-2% 分散剂 0.01-0.5%
[0012] 所述各组分的重量百分数之和为100%。
[0013] 优选地，所述的ABS的熔融指数为25-27g/10min(220 °C /10kg)，玻璃化温度 为105-1KTC ;所述的PBT的熔融指数为57-62g/10min(250°C /2. 16kg)，玻璃化温度为 223-225°C。
[0014] 优选地，所述陶瓷纤维为高温（HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2?4微米。
[0015] 优选地，所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物。
[0016] 优选地，所述的润滑剂为四硬脂酸季戊四醇酯。
[0017] 优选地，所述的热稳定剂为二苯基对苯二胺、4-轻基十八烧酰替苯胺、亚磷酸三苯 酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。
[0018] 优选地，所述的抗氧剂为由酚类主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的任意一种或任 意的混合物制成。
[0019] 优选地，所述的分散剂选自羟丙基甲基纤维素（HPMC)，聚丙烯酰胺（PAM)中的一 种或者组合物。
[0020] 本发明还提供了上述陶瓷纤维增强ABS/PBT合金及其制备方法，具体步骤如下：
[0021] (1)将ABS、PBT、相容剂、润滑剂、热稳定剂、抗氧剂、分散剂预先在高速混料机中 充分混匀；
[0022] (2)将上述混和物加入长径比为32:1?40:1、挤出温度为180-240°C、转速为 350-450rpm的双螺杆挤出机中，其挤出工艺为一区200?210°C，二区220?230°C，三区 230?240°C，四区215?225°C，停留时间1-2分钟，压力为12-18Mpa ;
[0023] (3)在挤出过程中，陶瓷纤维通过侧向精确喂料系统计量均匀加入，挤出拉条、冷 却、切粒、干燥后得到最终产品。
[0024] 本发明通过使用陶瓷纤维增强，有效地提高了 ABS/PBT合金材料的综合机械强 度；本发明的制备过程简单，生产工艺容易控制；所得产品经检测，拉伸强度> lOOMPa，伸 长率彡2. 5%，缺口冲击强度彡90J/M，弯曲强度彡155MPa，弯曲模量彡9000MPa，热变形温 度（I. 82MPa)彡 170°C。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过实施例进一步说明本发明。
[0026] 实施例1
[0027] (1)将48公斤ABS树脂、40公斤PBT树脂、1公斤苯乙烯马来酸酐共聚物、0. 2公 斤四硬脂酸季戊四醇酯、〇. 2公斤二苯基对苯二胺、0. 2公斤亚磷酸辛二苯酯、0. 2公斤酚类 主抗氧剂1〇1〇、〇. 2公斤辅助抗氧剂168、0. 1公斤分散剂PAM预先在高速混料机中充分混 匀；
[0028] (2)将上述混和物加入长径比为40:1、挤出温度为180-240°C、转速为350-450rpm 的双螺杆挤出机中，其挤出工艺为一区200?210°C，二区220?230°C，三区230?240°C， 四区215?225°C，停留时间1-2分钟，压力为12-18Mpa ;
[0029] (3)在挤出过程中，10公斤陶瓷纤维通过侧向精确喂料系统计量均匀加入，挤出 拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。
[0030] 按相应标准测试其性能，列表如下：
[0031]
【主权项】
1. 一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，由以下以重量百分数计的组分组成： ABS 30-49% PBT 29-40% 陶瓷纤维 10-30% 相容剂 1-5% 润滑剂 0.01-2% 热稳定剂 0.01-2% 抗氧剂 0.01-2% 分散剂 0.01-0.5% 所述各组分的重量百分数之和为1〇〇%。
2. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的ABS的熔 融指数为25-27g/10min(220°C /IOkg)，玻璃化温度为105-1KTC ;所述的PBT的熔融指数 为 57-62g/10min(250°C /2. 16kg)，玻璃化温度为 223-225°C。
3. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的陶瓷纤维 为高温（HT)型的陶瓷纤维，纤维直径2?4微米。
4. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的相容剂苯 乙烯马来酸酐共聚物。
5. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的润滑剂四 硬脂酸季戊四醇酯。
6. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的热稳定剂 为二苯基对苯二胺、4-羟基十八烷酰替苯胺、亚磷酸三苯酯、亚磷酸辛二苯酯和硫代二丙酸 二月桂酯中的至少一种。
7. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的分散剂选 自羟丙基甲基纤维素（HPMC)，聚丙烯酰胺（PAM)中的一种或者组合物。
8. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的抗氧剂由 酚类主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的任意一种或任意的混合物制成。
9. 如权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金，其特征在于，所述的分散剂选 自羟丙基甲基纤维素（HPMC)，聚丙烯酰胺（PAM)中的一种或者组合物。
10. 根据权利要求1所述的一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金的制备方法，其特征在于， 具体步骤如下： (1) 将ABS、PBT、相容剂、润滑剂、热稳定剂、抗氧剂、分散剂预先在高速混料机中充分 混匀； (2) 将上述混和物加入长径比为32:1?40:1、挤出温度为180-240°C、转速为 350-450rpm的双螺杆挤出机中，其挤出工艺各区温度范围为200?240°C，停留时间1-2分 钟，压力为12-18Mpa ; (3)在挤出过程中，陶瓷纤维通过侧向精确喂料系统计量均匀加入，挤出拉条、冷却、切 粒、干燥后得到最终产品。
【专利摘要】本发明提供了一种陶瓷纤维增强ABS/PBT合金及其制备方法，该合金由以下以重量百分数计的组分组成，ABS30-49％；PBT29-40％；陶瓷纤维10-30％；相容剂1-5％；润滑剂0.01-2％；热稳定剂0.01-2％；抗氧剂0.01-2％；分散剂0.01-0.5％；本发明采用陶瓷纤维增强ABS/PBT树脂，添加分散剂、相容剂、热稳定剂、抗氧剂、润滑剂等助剂，制备的增强ABS/PBT合金材料具备优异的机械力学性能、尺寸稳定性和成型性能。
【IPC分类】C08K7-04, B29C47-92, C08L55-02, C08K5-526, C08L35-06, C08L67-02, C08K13-04, C08K5-103, C08K5-134
【公开号】CN104530631
【申请号】CN201410790250
【发明人】陈勇文, 王扬利, 肖华明, 胡文鹏
【申请人】天津金发新材料有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月17日