本发明涉及高分子材料，具体为一种高强度耐老化asa基复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、asa树脂为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，和abs树脂相比，asa树脂结构中采用耐候性优异的丙烯酸酯取代丁二烯，使得asa树脂分子结构中不含有双键，克服了abs树脂因分子结构中含有双键而导致耐候性不佳的缺点。asa树脂力学性能与abs树脂相当，但耐候性、耐溶剂性和着色性等方面明显优于abs树脂。asa树脂具有强度大、模量高、抗冲击性能好、热变形温度高等优点，主要替代abs树脂主要用于户外产品，如汽车工程材料、建筑塑料制品、电器工程材料、运动材料、高速公路工程材料等。
2、asa树脂材料主要应用于户外产品中，因此对其强度以及耐候性的要求较为严苛，需要其满足高强度以及高耐候性。例如公告号为cn114891307a的发明专利公开了一种asa材料及其制备方法和应用，该asa材料包含san树脂、asa胶粉、防异响助剂、耐候剂，所述防异响助剂为乙烯基共聚物和/或苯乙烯基共聚物，合成的asa材料具有防异响和高耐候的显著特点，能够从材料本身解决汽车塑料零件遇到的异响问题；该asa材料虽然可以满足高耐候性的要求，在光照下不易老化，但是在长期的恶劣自然环境容易对asa材料的结构造成破坏，导致asa材料的强度大幅下降，从而造成asa材料无法满足正常的使用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高强度耐老化asa基复合材料及其制备方法，通过加入棒状复合纳米材料和无机复合强化剂，可以起到强化asa基复合材料的作用，使得asa基复合材料可以更好的抵御外界作用力，从而可以起到减少作用力对asa基复合材料结构的破坏，从而使得asa基复合材料具有高强度的特性，同时还可以起到隔绝作用，减少外界光照等因素对asa基复合材料的侵蚀，从而减少asa基复合材料的老化甚至粉化，从而使得asa基复合材料具有很好的抗老化效果，使得asa基复合材料在满足耐候性要求的同时，具有高强度的特性。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种高强度耐老化asa基复合材料，按重量份数计，所述复合材料包括如下组分：丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物30-50份、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物10-20份、聚甲基丙烯酸甲酯5-8份、棒状复合纳米材料3-7份、无机复合强化剂1-5份、助剂2-5份。
4、作为本发明的进一步优选方案，按重量份数计，所述助剂包括：润滑剂3-8份、抗氧剂3-5份、光稳定剂2-6份、分散剂10-20份。
5、作为本发明的进一步优选方案，所述润滑剂由乙烯基双硬脂酰胺与季戊四醇硬脂酸酯按照质量比1：(2-3)组成的混合物；
6、所述抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂、硫酯抗氧剂中至少一种；
7、所述光稳定剂为紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂中至少一种；
8、所述分散剂为二甲基硅油、油酸酰胺中至少一种。
9、作为本发明的进一步优选方案，所述棒状复合纳米材料的制备方法如下：
10、1)将没食子酸溶液放入40-50℃水浴中加热搅拌，待搅拌充分后，用氢氧化钠溶液调节ph至11-12，然后继续升温至80-85℃，将硫酸锌溶液缓慢滴入到没食子酸溶液中，控制硫酸锌和没食子酸摩尔比为(1.5-2.0)：1，硫酸锌溶液的滴加时间控制在5-10min，在滴加过程中保持ph值恒定，并搅拌反应60-80min，待反应结束后将产物离心分离，经洗涤烘干后得到微纳米棒粉末；
11、2)将二氧化钛加入到氢氧化钠溶液中，充分搅拌后加入微纳米棒粉末，超声分散均匀后得到反应液，将反应液转移至反应釜中，密封后放入烘箱中，在240-260℃下反应10-14h，待反应结束后冷却至室温，经离心分离、洗涤后烘干，得到棒状复合纳米材料。
12、作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述没食子酸溶液的浓度为0.1-0.3mol/l；
13、所述氢氧化钠溶液的浓度为2-5mol/l；
14、所述硫酸锌溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。
15、作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为8-15mol/l；
16、所述二氧化钛和氢氧化钠的摩尔比为3：(2.0-2.6)；
17、所述微纳米棒粉末的添加量为二氧化钛总质量的15-30％。
18、作为本发明的进一步优选方案，所述无机复合强化剂的制备方法如下：
19、1)将三聚氰胺和硝酸铵放入研钵中，再加入硝酸镁，混合研磨20-30min，待研磨结束后转移至坩埚中，并在马弗炉中加热，初始温度为100-120℃，直至加热至550-600℃并恒温保持2-4h，待坩埚降温至室温后，研磨成粉末，得到纳米片复合材料；
20、2)将纳米片复合材料与硅烷偶联剂kh570加入到去离子水中，在室温下充分混合后并超声分散1-2h，在60-80℃下加热处理1-2h，然后加入甲基丙烯酸甲酯单体以及偶氮二异丁腈，在75-80℃下搅拌反应12-15h，待反应结束后经离心以及去离子水和无水乙醇的反复洗涤，烘干后得到无机复合强化剂。
21、作为本发明的进一步优选方案，步骤1)中，所述三聚氰胺、硝酸铵、硝酸镁的质量比为(3-6)：(0.4-0.6)：(1.6-2.8)；
22、所述加热过程中，每30min升高100-150℃。
23、作为本发明的进一步优选方案，步骤2)中，所述纳米片复合材料、硅烷偶联剂kh570、去离子水、甲基丙烯酸甲酯单体以及偶氮二异丁腈的用量比例为(10-20)g：(2-6)g：(200-300)ml：(3-7)g：(0.5-1.0)g；
24、所述超声分散的功率为200-300w。
25、一种高强度耐老化asa基复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
26、按重量份数计称取各组分，混合均匀后倒入双螺杆挤出机中，在挤出温度为210-230℃，主机转速为300-700r/min的条件下挤出，冷却后干燥、造粒，得到所需的asa基复合材料。
27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
28、本发明中，以没食子酸为晶体生长引导剂，以硫酸锌为锌源，在碱性温和的液相反应条件下制得微纳米棒状粉末，然后以微纳米棒状粉末为沉积基体，以二氧化钛和氢氧化纳为原料，通过水热法，在微纳米棒状粉末上沉积形成钛酸钠纳米线，从而组合形成棒状复合纳米材料，形成的纳米线缠绕在微纳米棒状粉末的柱体表面，构建形成网状结构，并且由于形成的纳米线具有较大的长径比，因此当纳米线在围绕微纳米棒状粉末的柱体表面缠绕时，部分纳米线的一端或者两端或者中间部位未贴合在柱体上暴露在外，这部分暴露在外的纳米线结构之间会发生相互交联，使得不同柱体上的纳米线连接到一起，随着纳米线的相互连接，从而可以将微纳米棒状连接组成连续相结构，从而使得棒状复合纳米材料可以在asa基复合材料中组成由微纳米棒状粉末构建形成多层次的连续相保护层，表层的保护层可以起到强化asa基复合材料表面硬度的作用，使得asa基复合材料可以更好的抵御外界作用力，从而可以使asa基复合材料保持表面结构的完整性，同时还可以起到隔绝作用，减少外界光照等因素对asa基复合材料的侵蚀，从而减少asa基复合材料的老化甚至粉化，从而使得asa基复合材料具有很好的抗老化效果，内部的保护层则可以起到强化asa基复合材料整体结构稳定性的作用，在受到外界因素影响导致asa基复合材料内部产生应力时，应力在传递过程中与保护层不断接触抵消，导致应力不断产生损耗，从而可以起到减少应力对asa基复合材料结构的破坏，从而使得asa基复合材料具有高强度的特性。
29、本发明中，以三聚氰胺和硝酸镁为原料，在硝酸铵的作用下进行热缩聚，从而形成纳米片复合材料，然后将纳米片复合材料与硅烷偶联剂在室温下进行混合，硅烷偶联剂会水解形成低聚物，并通过氢键作用吸附在纳米片复合材料表面，在通过加热脱水，使得硅烷偶联剂通过化学键的形式接枝在纳米片复合材料表面，然后在引发剂作用下，加入的甲基丙烯酸甲酯单体开始在硅烷偶联剂端部聚合形成分子链，从而在纳米片复合材料表面接枝形成高分子聚合物，形成无机复合强化剂，一方面可以有效的提高无机复合强化剂在asa基复合材料中分散性，可以达到减少无机复合强化剂发生团聚的效果，同时，无机复合强化剂中的纳米片复合材料可以构建形成纳米片层，在摩擦面形成润滑膜，不仅可以起到隔绝作用，而且还可以起到减摩的作用，进一步提高asa基复合材料耐老化性能的同时，可以减少asa基复合材料表层的保护层的磨损，从而使得asa基复合材料的表面硬度可以得到保持。
30、本发明中，通过将制备的棒状复合纳米材料和无机复合强化剂添加到asa基复合材料，可以起到强化asa基复合材料表面硬度的作用，使得asa基复合材料可以更好的抵御外界作用力，从而可以起到减少作用力对asa基复合材料结构的破坏，从而使得asa基复合材料具有高强度的特性，同时还可以起到隔绝作用，减少外界光照等因素对asa基复合材料的侵蚀，从而减少asa基复合材料的老化甚至粉化，从而使得asa基复合材料具有很好的抗老化效果，使得asa基复合材料在满足耐候性要求的同时，具有高强度的特性。