一种轻质增韧低收缩氨基模塑料及其制备方法与流程

本发明涉及模塑料领域，特别是涉及一种轻质增韧低收缩氨基模塑料及其制备方法。

背景技术：

1、氨基模塑料是以氨基树脂为粘结剂，与填料、助剂等添加剂共聚而成的热固性塑料，具有尺寸精度高、易于加工等优点，在日常生活中得到了广泛的应用，如用于电气外壳、电器部件、开关、小家电等。

2、随着社会的进步和技术的不断成熟发展，汽车制造、船舶、高端智能设备等对热固性树脂的需求量越来越多。但现有氨基模塑料在某些性能方面，如轻量化、强度、韧性和尺寸稳定性等仍不能满足上述领域的使用需求，从而限制了其进一步发展应用。

3、现有技术中对于氨基模塑料的研究大都集中于单一性能方面，如单纯进行收缩率改性、增韧改性等。

4、本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

5、1、单一性能改性后的产品其应用仍然受到较大限制，不符合当前社会对材料多功能宽领域的应用需求，难以开拓市场；

6、2、改性剂添加量较大，影响成型加工性能；

7、3、在轻量化设计方面仍处于空白状态。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种轻质增韧低收缩氨基模塑料及其制备方法，解决了现有技术中氨基模塑料在提高性能进一步扩大应用方面存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，包括如下重量份组分：

3、尿素                 45～53份

4、甲醛                 51～60份

5、三聚氰胺             5～8份

6、低收缩剂             2～4份

7、固化剂               2～2.5份

8、分散剂               0.5～1.0份

9、脱模剂               0.2～0.5份

10、植物纤维             8～15份

11、表面改性中空玻璃微球 10～15份

12、表面改性玻璃纤维     1～5份。

13、在本发明一个较佳实施例中，所述低收缩剂为聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯或聚氨酯中的至少一种。

14、在本发明一个较佳实施例中，所述植物纤维是长度为50～500μm的亚麻纤维或黄麻纤维中的至少一种。

15、在本发明一个较佳实施例中，所述表面改性中空玻璃微球和表面改性玻璃纤维的表面均包裹有一层含有活性基团的水性聚合物。

16、在本发明一个较佳实施例中，所述含有活性基团的水性聚合物为聚乙烯醇、水性聚氨酯预聚物或聚醋酸乙烯酯乳液中的至少一种。

17、为解决上述技术问题，本发明提供了一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，包括如下步骤：

18、（1）制备改性氨基树脂：

19、称取配方量的甲醛和尿素加入到反应釜中，搅拌至均匀，调节体系ph值至中性，然后加入配方量的所述低收缩剂、三聚氰胺和植物纤维，再次搅拌均匀，加热反应，反应结束后降至室温，再次调节ph值至中性，得到所述改性氨基树脂；

20、（2）中空玻璃微球表面改性处理：

21、将中空玻璃微球和含活性基团的水性聚合物按一定配比加入到捏合机中，通过捏合操作使含活性基团的水性聚合物均匀包覆在所述中空玻璃微球的表面，并在捏合的过程中进行鼓风干燥处理，得到所述表面改性中空玻璃微球；

22、（3）玻璃纤维表面改性处理：

23、将玻璃纤维和含活性基团的水性聚合物按一定配比加入到捏合机中，通过捏合操作使含活性基团的水性聚合物均匀包覆在所述玻璃纤维的表面，并在捏合的过程中进行鼓风干燥处理，得到所述表面改性玻璃纤维；

24、（4）制备氨基模塑料：按配方量称取步骤（2）和（3）中制备的表面改性中空玻璃微球、表面改性玻璃纤维和步骤（1）中制备的改性氨基树脂混合，然后加入配方量的固化剂、分散剂和脱模剂，在捏合机中捏合均匀，最后将混合好的物料送入开炼机或挤出机内，经过塑炼、压片、冷却，得到所述轻质增韧低收缩氨基模塑料。

25、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述加热反应的工艺条件为：反应温度80～95℃，反应时间为10～15min。

26、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述中空玻璃微球和含活性基团的水性聚合物的质量比为100：25～33；所述步骤（3）中，所述玻璃纤维和含活性基团的水性聚合物的质量比为100：10～15。

27、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2）和（3）中，所述捏合的工艺条件为：捏合温度40～45℃，捏合时间为10～15min，捏合真空度为-0.5～-1.5mpa。

28、在本发明一个较佳实施例中，所述鼓风干燥处理的工艺条件为：温度75～85℃，在整个捏合过程中及捏合结束后的15min内进行鼓风干燥。

29、本发明的有益效果是：本发明一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，通过配方合计和将化学改性（聚合改性）与物理共混改性进行了有机结合，实现了从树脂基体自身到产品的多维改性处理，制得了集合轻质、增韧和低收缩于一体的多功能氨基模塑料，避免了单一性能的物理改性导致的产品性能单一、加工性能下降的缺陷，拓宽了应用领域。

技术特征：

1.一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，其特征在于，包括如下重量份组分：

2.根据权利要求1所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，其特征在于，所述低收缩剂为聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯或聚氨酯中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，其特征在于，所述植物纤维是长度为50～500μm的亚麻纤维或黄麻纤维中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，其特征在于，所述表面改性中空玻璃微球和表面改性玻璃纤维的表面均包裹有一层含有活性基团的水性聚合物。

5.根据权利要求4所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料，其特征在于，所述含有活性基团的水性聚合物为聚乙烯醇、水性聚氨酯预聚物或聚醋酸乙烯酯乳液中的至少一种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述加热反应的工艺条件为：反应温度80～95℃，反应时间为10～15min。

8.根据权利要求6所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述中空玻璃微球和含活性基团的水性聚合物的质量比为100：25～33；所述步骤（3）中，所述玻璃纤维和含活性基团的水性聚合物的质量比为100：10～15。

9.根据权利要求6所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）和（3）中，所述捏合的工艺条件为：捏合温度40～45℃，捏合时间为10～15min，捏合真空度为-0.5～-1.5mpa。

10.根据权利要求9所述的一种轻质增韧低收缩氨基模塑料的制备方法，其特征在于，所述鼓风干燥处理的工艺条件为：温度75～85℃，在整个捏合过程中及捏合结束后的15min内进行鼓风干燥。

技术总结
本发明公开了一种轻质增韧低收缩氨基模塑料及其制备方法，包括如下组分：尿素、甲醛、三聚氰胺、低收缩剂、固化剂、分散剂、脱模剂、植物纤维、表面改性中空玻璃微球、表面改性玻璃纤维；所述制备方法包括如下步骤：制备改性氨基树脂；中空玻璃微球表面改性处理；玻璃纤维表面改性处理；制备氨基模塑料。本发明的制备方法将化学改性与物理共混改性进行了有机结合，实现了从树脂基体自身到产品的多维改性处理，制得了集合轻质、增韧和低收缩于一体的多功能氨基模塑料，避免了单一性能的物理改性导致的产品性能单一、加工性能下降的缺陷，拓宽了应用领域尤其是可满足汽车轻量化制造行业的高端仪器仪表外壳及内构件制作。

技术研发人员：杨犁新,崔惠民,吴斌,袁超,陈利民
受保护的技术使用者：常熟东南塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13