一种高性能耐老化abs/gf复合材料及其制备方法
【技术领域】
[00011本发明涉及ABS复合材料领域，具体地说，涉及一种高性能耐老化ABS/GF复合材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] ABS树脂为丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物，具有较好的耐化学腐蚀 性、良好的流动性能、抗冲击性能和电性能、表面硬度高、尺寸稳定、易于成型和机械加工等 优异的综合性能。广泛应用于电子电器、仪器仪表、汽车、建材工业和日用制品等方面。随着 社会发展和工业进步，电子元器、电子设备和汽车等越来越向着薄壁、小型化、轻量方面发 展，因此对材料的力学性能及耐老化性的要求越来越高。
[0003] ABS接枝共聚物由于其组分中的丁二烯不饱和双键的存在，使得其在长期光照下 易发生降解，老化变色，甚至龟裂，导致物件机械性能的下降。目前常见的ABS/GF复合材料 一般通过添加 ABS-g-马来酸酐型相容剂或硅烷、太酸酯类等偶联剂来提高复合材料的力学 性能，添加抗氧剂和光稳定剂来提高复合材料的耐老化性能。添加接枝马来酸酐型相容剂 或偶联剂制备ABS/GF复合材料，能增大GF与ABS之间的作用力，促进GF在ABS中的分散，提高 复合材料的力学性能。但由于接枝马来酸酐型相容剂或偶联剂本身的结构特性，材料力学 性能提高幅度有限，尤其是对材料冲击性能提高幅度小。且添加马来酸酐型相容剂材料会 因马来酸酐而易变黄。添加抗氧剂和光稳定剂能提高复合材料的耐老化性能，但由于它们 都是在基体发生降解时发挥作用，而不是提高基体本身的稳定性，材料的耐老化性能仍有 待提高。中国专利CN 101709133A"一种优良的耐老化ABS复合材料及其制备方法"，公开了 一种耐老化ABS复合材料及其制备方法，它通过添加抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和其 他助剂来解决光稳定剂等助剂在高温或紫外线作用下会析出，导致复合材料耐老化性能不 稳定甚至下降的缺陷。同时在实际应用中，材料的力学性能也因老化而降低，并没有很好的 解决高性能耐老化的问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术及生产成本高的缺陷、性能难达标的问题，本发明的目的是解决 ABS/GF复合材料力学性能与耐老化性能存在的不足，提供一种高性能耐老化ABS/GF复合材 料及其制备方法，是一种性能更优异、实用的ABS/GF复合材料组合物及其制造方法，通过加 入含有甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)基团的相容剂SAG来提高材料的力学性能、加工性能和 耐老化性能，加工更简便，生产成本更低，使其能够用于生产实践中；更具体地，本发明使用 一种以聚合法制得的含有甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)基团的佳易容相容剂江苏公司生产 的专利产品SAG (即SAG-001、SAG-002、SAG-005、SAG-008 )，它具有反应活性高，增容效果好 等特点。环氧基团可以与活性基团反应进彳丁封端提尚材料热稳定性能。该相容剂加入AB S / GF复合材料后，不仅提高了复合材料的力学性能，而且使材料耐老化性能得以极大的改善。
[0005] 本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
[0006] 第一方面，本发明提供的一种高性能耐老化ABS/GF复合材料，包括如下重量份数 的各组分： ABS树脂 60~90份， 玻璃纤维 5~40份， 增韧剂 0.1~2?份，
[0007] 相容剂 0.5~15份， 偶联剂 0. 2~5份， 涧滑剤 0.1~0.5份， 抗氧剂 0. 1~0. 5份。
[0008] 优选地，所述的ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重 量百分比含量为15~45%，丙稀腈的重量百分比含量为15~35%，苯乙稀的重量百分比含 量为30~65%。
[0009] 进一步优选地，所述ABS树脂的重量份数为70~85份。
[0010] 优选地，所述的玻璃纤维为短玻璃纤维（中国巨石股份有限公司）。
[0011] 进一步优选地，所述玻璃纤维的重量份数为15~20份。
[0012] 优选地，所述的增韧剂为EPDM、MBS中的一种或两种。
[0013] 优选地，所述的相容剂为 SBG-001、SAG-001、SAG-002、SAG-005、SAG-008(佳易容相 容剂江苏有限公司）中的一种或多种。
[0014] 优选地，所述相容剂的重量份数为2~5份。
[0015] 优选地，所述的偶联剂为KH-560、KH-570、六甲基二硅氮烷中的一种或多种。
[0016] 进一步优选地，所述偶联剂的重量份数为0.5~1份。
[0017] 优选地，所述的润滑剂为硅酮、聚乙烯蜡、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺中的一种或 多种。
[0018] 优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1010与168的质量比为1:1的复配 物。
[0019] 进一步优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.2~0.4份。
[0020]第二方面，本发明还提供一种所述高性能耐老化ABS/GF复合材料的制备方法，包 括步骤如下：
[0021 ]将玻璃纤维、偶联剂混合，得改性过的玻璃纤维；
[0022]将所得改性过的玻璃纤维与ABS、增韧剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合，得混合物 料；
[0023]将所得混合物料在挤出机中熔融共混并挤出造粒，即得所述ABS/GF复合材料。 [0024]优选地，所述方法还包括对所得ABS/GF复合材料进行干燥的步骤;和/或，
[0025]对干燥ABS/GF复合材料注塑成型、性能检测的步骤。
[0026]优选地，所述干燥的条件具体为80~100°C、4h;干燥的设备为空气干燥箱;所述注 塑成型的温度为210~230°C;所述注塑成型的设备为注塑机
[0027]优选地，所述ABS树脂、玻璃纤维、增韧剂和相容剂在使用前需要充分干燥。
[0028] 优选地，所述熔融共混并挤出造粒的温度为210~230°C。
[0029] 本发明的高性能耐老化ABS/GF复合材料成型后所得制品拉伸强度为60~120MPa， 弯曲强度为70~140MPa，弯曲模量为4500~7000MPa，冲击强度为1900~460J/m，100°C老化 500小时后轻微发黄。
[0030] 与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
[0031] 本发明通过加入SAG类相容剂及偶联剂改善了复合材料的力学性能和耐老化性 能，从而获得了一种性能更优异的ABS/GF复合材料。由于加入该相容剂复合材料的加工性 能很好，制备方法工艺简单，更适合于产业化。本发明的ABS/GF复合材料具有力学性能好、 耐老化性能，工艺简单，易于工业化生产等优点，可用于电子电器、仪器仪表、汽车、建材工 业和日用制品等材料中。
【附图说明】
[0032]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0033]图1:未老化材料(上)与在老化箱中100°C条件下老化500h(下)对比图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0035] 对比例1
[0036]将ABS树脂、玻璃纤维、增韧剂和相容剂在鼓风干燥箱中80°C条件下充分干燥； [0037] 将玻璃纤维20份、KH-550 0.5份在低速混合机中进行室温混合，充分混合后，取出 混合好的玻纤物料；
[0038] 将混合好的玻纤物料与ABS树脂78.3份、增韧剂EPDM 0.4份、润滑剂硅酮0.4份、抗 氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份加入高速混合机中在室温条件下混合，充分混合后，取 出混合好的树脂混合物料；
[0039]将所得的树脂混合物料加入直径为50mm，长径比为44:1的双螺杆挤出机的料斗 中，将处理过的玻纤于挤出机侧喂料□加入，恪融共混并挤出造粒，制得ABS/GF复合材料粒 料；
[0040] 其中，熔融挤出过程中，一区的温度为210°C，二区的温度为220°C，三区温度为230 °C，四区和五区均为230°C，六区的温度为220°C;
[00411造出ABS/GF复合材料粒料后，将粒料放置在空气干燥箱中100°C条件下干燥4h;将 干燥好的粒料用注塑机在温度为210~230°C条件下注塑成型，制得各种测试样品。
[0042]按照上述ABS/GF复合材料的制备方法制得样品进行老化前及100°C条件老化500h 后的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能测试，本例的组分及含量见表1，所测性能如表2、表3所 不。
[0043] 对比例2
[0044]将ABS树脂、玻璃纤维、增韧剂和相容剂在鼓风干燥箱中80°C条件下充分干燥； [0045] 将玻璃纤维15份、KH-550 0.5份在低速混合机中进行室温混合，充分混合后，取出 混合好的玻纤物料；
[0046] 将混合好的玻纤物料与ABS树脂81.3份、SMA 2份、增韧剂MBS 0.4份、润滑剂硅酮 〇.4份、抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份加入高速混合机中在室温条件下混合，充分混 合后，取出混合好的树脂混合物料；
[0047]将所得的树脂混合物料加入直径为50mm，长径比为44:1的双螺杆挤出机的料斗 中，将处理过的玻纤于挤出机侧喂料□加入，恪融共混并挤出造粒，制得ABS/GF复合材料粒 料；
[0048] 其中熔融挤