一種abs復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種ABS復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物（ABS)是一種強(qiáng)度高、韌性好、化學(xué)性能穩(wěn)定且電 性能良好的高分子材料，易于成形加工，被廣泛應(yīng)用于冰箱內(nèi)襯、電視機(jī)外殼、吸塵器、空調(diào) 器、電話、儀表、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器工業(yè)中。隨著社會發(fā)展和工業(yè)進(jìn)步，電子元器件 和電子設(shè)備越來越向著薄壁、輕量、小型化方面發(fā)展，因此對材料的剛性及導(dǎo)熱性的要求越 來越高。例如筆記本電腦要做的薄、輕、小，這就要求筆記本外殼材料、CPU材料以及各種集 成電路板材料的模量高、剛性大，抵抗外力變形的能力強(qiáng)，才能減小厚度；還要導(dǎo)熱性好，才 能改善電腦散熱問題，從而提高電腦的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。
[0003] 而一般的ABS樹脂難以達(dá)到和保持所期望的機(jī)械性能和熱學(xué)性能，所以，對材料 的改進(jìn)開發(fā)處于持續(xù)的研宄中。研宄發(fā)現(xiàn)，ABS與聚碳酸酯的復(fù)合材料能夠有效改進(jìn)ABS樹 脂的性能，但是限制這一技術(shù)應(yīng)用的是：聚碳酸酯的價(jià)格很高，來源有限，工業(yè)化生產(chǎn)中并 不適用。
[0004] 有鑒于此，開發(fā)一種成本低、機(jī)械性能優(yōu)良、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱好、耐老化的ABS復(fù)合材 料意義非凡，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種ABS復(fù)合材料，生產(chǎn)成本低、機(jī)械性能突出、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱好、耐老化。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種ABS復(fù)合材料，按重量份由以下組分 組成： ABS樹脂：30_40 份； 環(huán)氧樹脂：5_10份； 馬來酸酐接枝ABS樹脂：10-15份； 玻璃纖維：2-5份； 碳纖維：3-5份： 相容劑：3-5份； 紫外線吸收劑：〇. 1-1份； 填料：5-20份。
[0007] 優(yōu)選地，所述玻璃纖維為短切玻璃纖維，平均直徑為10~13微米，平均長度為 30-60微米。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述玻璃纖維為硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維，所述硅烷偶聯(lián)劑為y- (2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基 三乙氧基硅烷和N- ( 氨乙基）-y-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。
[0008] 優(yōu)選地，所述的碳纖維是短切碳纖維，平均長度為10-100微米。進(jìn)一步優(yōu)選地，所 述的碳纖維是瀝青基碳纖維。
[0009] 相容劑，主要是為了使各組分可以更好的混合，可以是常用的任意相容劑，優(yōu)選 地，所述相容劑為ABS-g-MAH。
[0010] 紫外線吸收劑，主要是為了增強(qiáng)合成材料的防老化性能，可以是常用的任意紫外 線吸收劑，優(yōu)選地，所述紫外線吸收劑選自2, 4二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲 酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的任意一種。
[0011] 優(yōu)選地，所述的無機(jī)填料選自滑石粉、玻璃微珠、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鎂、硫酸鈣、 硅石灰、云母粉、硅藻土和蒙脫土中的一種或一種以上。
[0012] 本發(fā)明的另一方面，還提供了一種上述ABS復(fù)合材料的制備方法，包括如下步 驟： (1) 將原料:ABS樹脂、環(huán)氧樹脂、馬來酸酐接枝ABS樹脂、玻璃纖維和碳纖維充分干 燥； (2) 按照配比稱取各組分原料； (3) 將除碳纖維和玻璃纖維以外的各原料混合； (4) 將步驟（3)所得混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，將碳纖維和玻璃纖維于擠出機(jī) 加纖口加入，熔融擠出造粒得到所述的ABS復(fù)合材料；其中熔融擠出溫度為150~210°C。優(yōu) 選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑為50mm，長徑比44:1，熔融擠出過程中，一區(qū)的溫度為 150~170°C，二區(qū)的溫度為170~180°C，三區(qū)溫度為180~190°C，四區(qū)和五區(qū)均為190~200°C， 六區(qū)的溫度為200~210°C。當(dāng)然也可以采用其他型號的擠出機(jī)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù) 需要對技術(shù)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明采用ABS樹脂、馬來酸酐接枝ABS樹脂和環(huán)氧樹脂復(fù)配作為樹脂基體，由于馬 來酸酐極性分子的可再反應(yīng)性和強(qiáng)極性，可以有效提高基體與碳纖維和玻璃纖維的結(jié)合性 能，促進(jìn)碳纖維和玻璃的分散，有利于在材料內(nèi)部形成導(dǎo)熱通路。
[0014] 瀝青基碳纖維是以石油重油瀝青、煤焦油瀝青或萘系等稠環(huán)芳烴化合物為原料制 備的碳纖維，按照性能可分為通用級瀝青基碳纖維和高性能瀝青碳纖維兩類。高性能瀝青 碳纖維具有密度小、模量高（最高已達(dá)930GPa，達(dá)到理論值的91%)、導(dǎo)熱性優(yōu)異（熱導(dǎo)率 高達(dá)600~SOOWAmK)，是金屬中導(dǎo)熱性最好的銅的1. 5~2倍）、和熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。 利用瀝青基碳纖維和玻璃纖維結(jié)合增強(qiáng)增韌ABS樹脂所制備的復(fù)合材料，既能夠大幅度提 高ABS樹脂的模量（剛性）和韌性，滿足電子/電氣制品薄壁化、輕量化的要求，同時(shí)又能 夠大幅度提高ABS樹脂的導(dǎo)熱性能。此外，由于瀝青基碳纖維熱膨脹系數(shù)極低，還能夠提高 ABS樹脂制品的尺寸穩(wěn)定性，有利于制造尚精度尺寸的廣品。
[0015] 環(huán)氧樹脂的加入也可以改善ABS樹脂的尺寸穩(wěn)定性和耐久性等。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對復(fù)合工藝的調(diào)整、及各種助劑的選配等方面進(jìn)行大量 研宄，做出改進(jìn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效克服了填充ABS樹脂力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能二 者不能兼顧的以往技術(shù)的缺點(diǎn)，制備了一種力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能夠同時(shí)得到提高的ABS復(fù) 合材料，適合用來制造薄壁化、輕量化的電子/電氣產(chǎn)品，可極大擴(kuò)展ABS樹脂材料的應(yīng)用 領(lǐng)域。且復(fù)合材料的原料成本低、制備工藝簡單、適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)，具有較好的社會 效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、 完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是 本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種ABS復(fù)合材料，其特征在于，按重量份由以下組分組成： ABS樹脂：30-40份； 環(huán)氧樹脂：5-10份； 馬來酸酐接枝ABS樹脂：10-15份； 玻璃纖維：2-5份； 碳纖維：3-5份： 相容劑：3-5份； 紫外線吸收劑：〇. 1-1份； 填料：5-20份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述玻璃纖維為短切玻璃纖維， 平均直徑為1〇~13微米，平均長度為30-60微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述玻璃纖維為硅烷偶聯(lián)劑改 性玻璃纖維，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y- (2,3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-(甲基丙烯酰 氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和N- ( 0 -氨乙基)-y-氨丙基三甲氧基硅烷 中的任意一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述的碳纖維是短切碳纖維，平 均長度為10-100微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述的碳纖維是瀝青基碳纖維。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述相容劑為ABS-g-MAH。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述紫外線吸收劑選自2, 4二羥 基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的任意一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ABS復(fù)合材料，其特征在于：所述的無機(jī)填料選自滑石粉、玻 璃微珠、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鎂、硫酸鈣、硅石灰、云母粉、硅藻土和蒙脫土中的任意一種或 一種以上。
9. 一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的ABS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括如 下步驟： (1) 將原料:ABS樹脂、環(huán)氧樹脂、馬來酸酐接枝ABS樹脂、玻璃纖維和碳纖維充分干 燥； (2) 按照配比稱取各組分原料； (3) 將除碳纖維和玻璃纖維以外的各原料混合； (4) 將步驟（3)所得混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)料斗，將碳纖維和玻璃纖維于擠出機(jī) 加纖口加入，熔融擠出造粒得到所述的ABS復(fù)合材料；其中熔融擠出溫度為150~210°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的ABS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述雙螺桿擠 出機(jī)的螺桿直徑為50mm，長徑比44:1，熔融擠出過程中，一區(qū)的溫度為150~170°C，二區(qū) 的溫度為170~180°C，三區(qū)溫度為180~190°C，四區(qū)和五區(qū)均為190~200°C，六區(qū)的溫度為 200~210 °C〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種ABS復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明通過調(diào)整配方，采用ABS樹脂、馬來酸酐接枝ABS樹脂和環(huán)氧樹脂復(fù)配作為樹脂基體，通過添加碳纖維和玻璃纖維，來增強(qiáng)增韌，改善ABS的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能等，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)填充ABS樹脂力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能二者不能兼顧的以往技術(shù)的缺點(diǎn)，制備了一種力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能夠同時(shí)得到提高的ABS復(fù)合材料，適合用來制造薄壁化、輕量化的電子/電氣產(chǎn)品，可極大擴(kuò)展ABS樹脂材料的應(yīng)用領(lǐng)域；且復(fù)合材料的原料成本低、制備工藝簡單、適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)，具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C08K7-14, C08L51-00, C08L63-00, C08K7-06, C08L55-02
【公開號】CN104817813
【申請?zhí)枴緾N201510210925
【發(fā)明人】吳肖顏
【申請人】吳肖顏
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月29日