专利名称：一种用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子复合材料，具体涉及一种用于汽车仪表板骨架的高耐热、增强、增韧复合材料。
背景技术：
多年来，全世界汽车企业用于汽车仪表板骨架的复合材料主要有三类玻璃纤维增强聚丙烯、聚苯乙烯/聚苯撑醚(PS/PPO)共混材料和玻璃纤维增强苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA树脂)。由于玻璃纤维增强苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA树脂)具有良好的耐热性、尺寸稳定性、加工流动性和较低的成本而成为这三类复合材料中最有力的竞争者。全世界最大的苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA树脂)生产商Nova化学品公司宣称，在美国制造的所有仪表板支架中，有三分之二都是采用玻璃纤维增强苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA树脂)材料模塑而成的。
目前国内外实用的SMA以含橡胶组份的三元共聚物居多，三元共聚的SMA树脂是在橡胶上接枝苯乙烯-马来酸酐的无规共聚物，其具有优异的综合物理力学性能和加工性能，首先由美国的ARCO公司开发生产并得到应用，已广泛的用于汽车的内部构件、家用电器、办公用品等。目前国内还不能生产含橡胶组份的SMA三元共聚物，但不含橡胶的二元共聚SMA已有一定的生产能力，此类树脂具有较好的耐热和物理性能，但脆性大，要用于汽车仪表板骨架，必须经增韧改性或玻璃纤维增强改性。
对于增强增韧二元共聚的SMA的改性，国内外已有了不少的专利报道，多采用简单共混的方法进行，这种加工方法具有操作简便、易于实施的特点，只要采用适当的双螺杆挤出机就可以完成改性工作，开发增韧增强SMA材料的核心技术是增韧剂的选择。CN1450112A的专利中介绍了用MBS、SAN和玻璃纤维同时加入，改进了单纯用玻璃纤维增强二元共聚SMA材料冲击强度低的问题。CN1388170A则是通过在玻璃纤维增强SMA中加入MBS和高橡胶含量的ABS，来综合提高材料的整体性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车仪表板骨架的具有一定韧性和刚性的增强增韧复合材料。
本发明提出的增强增韧复合材料，是将苯乙烯-马来酸酐二元无规共聚物(SMA)与增韧改性剂共混改性，同时与玻璃纤维共混增强改性，其组份的重量配比如下组份通常的较好的优选的SMA 100份 100份 100份MBS 0-20份5-18份5-15份
EBG 0-30份3-25份5-22份POE 0-20份0-15份0-10份玻璃纤维5-40份5-35份10-30份上述组份中，SMA为苯乙烯-马来酸酐无规共聚物，因不含橡胶成分，耐热很好，但韧性较差，不耐冲击。
上述组份中，MBS为具有壳-核结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，通常用于增韧聚氯乙烯，例如吴羽化学工业公司的BTA-751；也包括专门用于工程塑料改性的MBS，如ATOFINA公司生产的E-920。
上述组份中，EBG为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，它主要用于ABS增韧，如杜邦公司的Elvaloy PTW。
上述组份中，POE为乙烯-α烯烃两元共聚物，其中α烯烃为丁烯、辛烯或己烯，典型产品如杜邦-DOW化学公司的乙烯-辛烯共聚物Engage 8150。
一种针对所述的用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料的制备步骤如下首先将重量份为SMA 100份、MBS 0-20份、EBG 0-30份、POE 0-20份各组份在混料机中混合均匀，混合时间一般为3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，玻璃纤维5-40份从双螺杆挤出机的另一喂料口加入，制备成增强增韧复合材料。
其中，玻璃纤维含量控制可通过调整螺杆转速及喂料速度达到要求。
所制备的各种改性料通过塑料注射机成型各种所需产品。
而本发明优越性在于由于采用了EBG与MBS或POE并用的方法来提高玻璃纤维增强SMA的冲击性能，并使其耐热性能保持在一个相当高的水平，这三种物质均为大批量生产的商用共聚物，目前世界上有多家公司可以提供，因此来源广泛，确保开发的高耐热、增韧、增强SMA材料能稳定大批量生产。通过这种方法制得的增强增韧SMA能符合汽车仪表板骨架的要求，是一种实用简便的拓展SMA的重要手段。
以下通过实施例进一步说明本发明，然而本发明应不限于以下实施例具体明示的内容。
具体实施例方式
所用原材料如下(1)SMA，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物，马来酸酐含量为14-20％，上海石油化工研究院产品；(2)BTA-751MBS，吴羽化学有限公司产品；(3)E-920MBS，法国ATOFINA公司产品；(4)PTW EBG，美国杜邦公司产品；(5)8150POE，美国DOW公司产品
(6)玻璃纤维，浙江巨石玻璃纤维公司的ER-2000-988。
增强、增韧复合材料试样条的制备将下表实施例所示配方中的各组分材料干燥后，按配方比例先将除玻璃纤维外的各组份混合均匀，然后加入至南京科亚公司生产的TE-35(L/D＝48)双螺杆挤出机中，长玻璃纤维从另一喂料口加入，混合均匀后挤出，经切粒机切粒干燥后，用塑料注射成型机制得力学性能和耐热性能所需的各种样条。
复合材料试样的性能测试(1)弯曲强度样品尺寸为80mm×10mm×4mm，按照DIN 53452塑料弯曲性能试验方法测定，测试条件为跨距为64mm，速度为14mm/min；(2)冲击强度样品尺寸为50mm×6mm×4mm，按照DIN 53453测试材料的简支梁冲击强度；(3)缺口冲击强度样品尺寸为50mm×6mm×4mm，按照DIN53453测试材料的简支梁缺口冲击强度，缺口深度为样品厚度的1/3；(4)维卡软化温度按照DIN ISO 306测试材料的维卡软化温度，测试条件为方法B，负荷50牛顿，升温速度50℃/小时。
测试结果见下表。从实施例与对比例的测试结果中可以看出，用MBS、EBG和POE三种增韧剂的实施例(6)的综合性能最好，而只用MBS改性，尚有不理想之处。这个配方全面的平衡了复合材料强度、韧性和耐热的关系，能够在基本保持耐热温度不变的情况下，提高材料的韧性，使之能全面地符合仪表板对增强复合材料的性能要求。
复合材料配方及试样的性能测试结果表
权利要求
1.一种用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料，其特征在于各组份的重量配比为SMA 100份MBS 0-20份EBG 0-30份POE 0-20份玻璃纤维 5-40份其中，所述的SMA为不含橡胶成分的苯乙烯-马来酸酐二元无规共聚物树脂，所述的MBS为具有壳-核结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，所述的EBG为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，所述的POE为乙烯-α烯烃两元共聚物，其中α烯烃为丁烯、辛烯或己烯。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料，其特征在于各组份较优选的重量配比为SMA100份MBS5-18份EBG3-25份POE0-15份玻璃纤维 10-35份。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料，其特征在于各组份优选的重量配比为组份优选的SMA 100份MBS 5-15份EBG 5-22份POE 0-10份玻璃纤维10-30份。
4.一种针对权利要求1所述的用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料的制备步骤如下首先将重量份为SMA 100份、MBS 0-20份、EBG 0-30份、POE 0-20份各组份在混料机中混合均匀，混合时间一般为3-5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，玻璃纤维5-40份从双螺杆挤出机的另一喂料口加入，经挤出造粒制备成增强增韧复合材料。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车仪表板骨架的增强增韧复合材料。本发明增强增韧复合材料各组份的重量配比为SMA 100份、MBS 0－20份、EBG 0－30份、POE 0－20份、玻璃纤维5－40份，所述的增强增韧复合材料的制备步骤如下首先将重量份为SMA 100份、MBS 0－20份、EBG 0－30份、POE 0－20份各组份在混料机中混合均匀，混合时间一般为3－5分钟，然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机，玻璃纤维5－40份从双螺杆挤出机的另一喂料口加入，经挤出造粒制备成增强增韧复合材料。本发明通过在二元无规共聚SMA中引入多元复合增韧剂、增强剂，解决了玻璃纤维增强SMA中韧性较差的问题，具有良好耐热性能，能全面满足汽车仪表板骨架的性能要求。
文档编号C08L23/00GK1803912SQ20051011176
公开日2006年7月19日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者刘正军, 张祥福, 周文 申请人:上海普利特复合材料有限公司