本發明屬于高分子材料技術領域,特別是指一種阻燃高韌性pa6-acs復合材料及其制備方法。
背景技術:
由于苯乙烯-氯乙烯-丙烯腈樹脂(acs)有優良的物理力學性能和阻燃性能,表面強度高、尺寸穩定、耐化學藥品性和電性能良好,易于成型加丁,而且價格低,是應用最廣泛的工程塑料之一。
pa6具有強度高、耐熱性等優點,兩者共混改性,性能互補,具有很重要的意義。
但pa6是一種結晶性、強極性的聚合物,而acs是一種非結晶性、弱極性的聚合物,二者的相容性很差,反而影響兩種材料共混后的復合材料的性能,限制了應用。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種阻燃高韌性pa6-acs復合材料及其制備方法,解決了pa6與acs共混后相容性差的問題。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種阻燃高韌性pa6-acs復合材料,按重量份由以下組分組成:
所述增韌劑為納米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的協同增韌劑。
所述納米硅灰石和所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的質量比為1:5。
所述相容劑是sebs-g-mah。
所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。
所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項阻燃高韌性pa6-acs復合材料的制備方法,包括以下步驟:
1)稱取60份-80份的pa6、20份-30份acs、12份-18份增韌劑、4份-6份的相容劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到阻燃高韌性pa6-acs復合材料。
優選地,所述步驟2)具體為:
將步驟1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機的料斗中擠出造粒;所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區,一區溫度200~220℃,二區溫度240~260℃,三區溫度240~260℃,四區溫度240~260℃,五區溫度240~260℃,六區溫度240~260℃,機頭溫度240~260℃,螺桿轉速200~280r/min。
本發明的有益效果是:
1、sebs-g-mah可以改善pa6和acs之間的相容性。
2、納米硅灰石在pa6-acs復合材料中,被mbs包覆,形成“核殼結構”,分散良好;當pa6-acs復合材料受到沖擊時,“核殼結構”可以因變形而吸收能量,提高材料的抗沖擊強度。
3、acs本身具有一定的阻燃性,與普通pa6相比,pa6-acs復合材料具有一定的阻燃性。
具體實施方式
以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案,以下的實施例僅是示例性的,僅能用來解釋和說明本發明的技術方案,而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
本申請的實施例中所用的原料如下:
pa6(型號cm1017),日本東麗;acs(型號gw-160),寧波鎮洋化工;mbs(型號em500a),韓國lg化學;納米硅灰石,上海天函礦粉科技有限公司;sebs-g-mah,蘇州亞賽塑化有限公司;抗氧劑(型號irganox168、irganox1010、irganox1330),瑞士汽巴精化;硬脂酸鋅,漢維新材料;硬脂酸鈣,武漢萬榮科技;硬脂酸鉀,邦諾化工。
本申請的實施例所用的測試儀器如下:
zsk30型雙螺桿擠出機,德國w&p公司;jl-1000型拉力試驗機,廣州市廣才實驗儀器公司生產;htl900-t-5b型注射成型機,海太塑料機械有限公司生產;xcj-500型沖擊測試機,承德試驗機廠生產;qt-1196型拉伸測試儀,東莞市高泰檢測儀器有限公司;qd-gjs-b12k型高速攪拌機,北京恒奧德儀器儀表有限公司。
本申請提供一種阻燃高韌性pa6-acs復合材料,按重量份由以下組分組成:
增韌劑為納米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的協同增韌劑。
納米硅灰石和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的質量比為1:5。
相容劑是sebs-g-mah。
抗氧劑為巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯(簡稱irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(簡稱irganox1330)中的一種或幾種的混合。
潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項阻燃高韌性pa6-acs復合材料的制備方法,包括以下步驟:
1)稱取60份-80份的pa6、20份-30份acs、12份-18份增韌劑、4份-6份的相容劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到阻燃高韌性pa6-acs復合材料。
優選地,步驟2)具體為:
將步驟1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機的料斗中擠出造粒;雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區,一區溫度200~220℃,二區溫度240~260℃,三區溫度240~260℃,四區溫度240~260℃,五區溫度240~260℃,六區溫度240~260℃,機頭溫度240~260℃,螺桿轉速200~280r/min。
實施例1
1)稱取60份pa6、20份acs、2份納米硅灰石、10份mbs、4份sebs-g-mah、0.1份irganox168、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6-acs復合材料p1。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度200℃,二區溫度240℃,三區溫度240℃,四區溫度240℃,五區溫度240℃,六區溫度240℃,機頭溫度240℃,螺桿轉速200r/min。
實施例2
1)稱取80份pa6、30份acs、3份納米硅灰石、15份mbs、6份sebs-g-mah、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.15份硬脂酸鈉、0.15份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6-acs復合材料p2。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度220℃,二區溫度260℃,三區溫度260℃,四區溫度260℃,五區溫度260℃,六區溫度260℃,機頭溫度260℃,螺桿轉速280r/min。
實施例3
1)稱取70份pa6、25份acs、2.5份納米硅灰石、12.5份mbs、5份sebs-g-mah、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.1份硬脂酸鈉、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6-acs復合材料p3。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度210℃,二區溫度250℃,三區溫度250℃,四區溫度250℃,五區溫度250℃,六區溫度250℃,機頭溫度250℃;螺桿轉速240r/min。
實施例4
1)稱取75份pa6、27份acs、2份納米硅灰石、10份mbs、4份sebs-g-mah、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份硬脂酸鈣、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6-acs復合材料p4。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度215℃,二區溫度255℃,三區溫度255℃,四區溫度255℃,五區溫度255℃,六區溫度255℃,機頭溫度255℃;螺桿轉速260r/min。
實施例5
1)稱取70份pa6、24份acs、3份納米硅灰石、15份mbs、5份sebs-g-mah、0.1份irganox1010、0.1份irganox168、0.1份硬脂酸鈣、0.2份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6-acs復合材料p5。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度215℃,二區溫度245℃,三區溫度245℃,四區溫度245℃,五區溫度245℃,六區溫度245℃,機頭溫度245℃;螺桿轉速255r/min。
對比例1
1)稱取稱取60份pa6、0.1份irganox1010、0.2份irganox168混合并攪拌均勻,得到混合料;
2)將步驟1)中得到的混合料擠出造粒,即得到pa6復合材料d1。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為:一區溫度215℃,二區溫度255℃,三區溫度245℃,四區溫度255℃,五區溫度255℃,六區溫度255℃,機頭溫度255℃;螺桿轉速235r/min。
性能測試:
將上述實施例1-5及對比例1制備的pa6-acs復合材料用注塑機制成樣條測試,測試數據如下表:
從上表可以看出,從表中還可以看出實施例1-5的韌性和阻燃性能都要好于對比例1,這大大擴展了pa6-acs復合材料的應用領域,具有非常重要的意義。
盡管已經示出和描述了本發明的實施例,對于本領域的普通技術人員而言,可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變形,本發明的范圍由所附權利要求極其等同限定。