一種低氣味玻纖增強as組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及改性塑料領域，具體涉及一種低氣味玻纖增強AS組合物及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 丙烯腈-苯乙烯(AS)樹脂是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)兩種單體為原料共聚合制 得的一種熱塑性塑料。AS樹脂具有優良的性能，有極好的尺寸穩定性、電性能、耐磨性、抗化 學藥品性、染色性，成型加工和機械加工較好，是一種重要的工程塑料。
[0003] 玻璃纖維增強AS因其具有良好的加工性能、尺寸穩定性和拉伸強度在家用電器領 域具有良好的應用價值，如空調中的軸流、貫流和離心風扇葉等。玻纖增強AS制件的性能直 接影響到空調器的質量，與大家的日常生活息息相關。
[0004] 但是由于玻纖增強AS復合材料氣味很大，限制了其在汽車，家電等領域的應用；因 此，開發出一種低氣味玻纖增強AS復合材料，具有極大的市場。
[0005] 玻纖增強AS復合材料氣味大的原因是多方面的，首先，AS樹脂在制造過程中，存在 較多的小分子雜質，氣味較難聞，總碳散發也較高；而且，在玻璃纖維增強AS復合材料的制 備過程中，往往會添加各種添相容劑，這些相容劑往往會不同程度地散發出難聞的氣味。因 此，為了能夠使玻璃纖維增強AS復合材料得到更廣泛的應用，就必須找到制備低氣味玻璃 纖維增強AS復合材料的方法。
[0006] 減少氣味的基本方法包括化學反應和物理吸附兩種。化學反應方法是指一些能與 有氣味小分子物質反應的添加劑，這些添加劑和小分子反應，產生分子鏈大、在一般環境中 不能揮發出來的另一種化合物，從而消除氣味，例如蓖麻油酸鋅是通過螯合醛酮分子來降 低氣味的。而對于物理吸附來說，理論上講，大量的空洞可以對任何產生氣味或其他揮發份 的小分子進行吸附，因此可能對產生氣味問題的各個方面都有效果。目前常用的物理吸附 劑包括活性炭、硅膠、凹凸棒、粘土礦物體系、分子篩、沸石、硅灰石、膨潤土等。
[0007] 專利200510026760.0提到氣味為樹脂原材料、穩定劑、礦物填料以及加工裂解產 生的，氣味解決方法:納米氧化鋅和納米二氧化鈦。Eichenauer等在USP6297307中介紹了一 種氣味改進的ABS合金模塑物，通過添加一種氧化鋅、氧化鎂及至少一種環氧化合物的混合 物，這種方法改善了氣味。但是這些添加物對AS復合材料的力學性能尤其是沖擊有很大的 影響
[0008] 家用電器領域對玻纖增強AS復合材料的性能要求一般為:拉伸強度>100MPa，彎曲 模量>6500MPa，熱變形溫度>100°C，玻纖重量含量19 - 22 %，缺口沖擊強度>6.0kJ/m2。
[0009] 玻璃纖維增強AS的力學性能很大程度上取決于AS和玻璃纖維的黏結強度，由于樹 脂和玻纖的界面粘接較差，不能充分發揮玻纖的增強作用，形成的復合材料強度，韌性，耐 熱性等性能較差。
[0010] 因此，開發出一種低氣味、力學性能優異的玻纖增強AS復合材料顯得尤為重要，具 有巨大的市場空間。
【發明內容】
[0011] 為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種具有低氣味、抗 靜電的高性能玻纖增強AS組合物。
[0012] 本發明的另一目的在于提供一種上述低氣味、抗靜電的高性能玻纖增強AS組合物 的制備方法。
[0013] 本發明是通過以下技術方案實現：
[0014] -種低氣味玻纖增強AS組合物，按重量百分比計，包含以下組分：
[0016] 上述各組分之和為100%;
[0017] 其中，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑；
[0018] 其中，所述水母粒按重量百分比計，包括以下組分：
[0019] 聚丙烯
[0020] 水 50%-98%;
[0021] 礦物填料 0.1-5%;
[0022] 上述各組分之和為100%。
[0023] 本發明所述的水母粒，是由聚丙烯，礦物填料和水組成的復合物，該復合物含水量 2 50%，優選60-90% ;所述聚丙烯為高熔體強度聚丙烯，其熔體強度2 5cN;其中，熔體強度 測試條件為:在190°C的實驗溫度下，使用長徑比為10:1的毛細管口模，口模到滾輪的距離 為24cm，柱塞下降速度為0.10mm/s，牽引滾輪的加速度為5mm/s 2。
[0024] 所述水母粒的制備方法，包括如下步驟：
[0025] (1)將聚丙烯與礦物填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再 將其切碎成聚丙烯預發泡顆粒；
[0026] (2)以水為發泡劑，將聚丙烯預發泡顆粒進行發泡，制備得到高熔體強度的發泡聚 丙烯；
[0027] (3)將高熔體強度的發泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到不同含 水量的水母粒，放出待用。
[0028] 本發明的水母粒加入量優選1-5%，加入過多的水母粒，水母粒會在螺桿中沸騰， 從而不利于生產。
[0029]所述AS樹脂為丙烯腈、苯乙烯的共聚物。
[0030] 所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短切玻璃纖維的一種或幾種的混合。
[0031] 優選的，所述長玻璃纖維為無堿玻璃纖維，直徑為1〇-16μπι;所述短切玻璃纖維的 長度為〇.2-10臟，直徑為8-2(^1]1。
[0032] 所述相容劑為丙烯酸酯類聚合物或共聚物;其聚合單體為丙烯酸，丙烯酸甲酯，丙 烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯中的一種或幾種。
[0033] 玻纖增強材料因為是由玻璃纖維和合成樹脂所構成的復合體，兩種材質差異較 大，彼此混合后存在相容的問題，利用丙烯酸酯類聚合物或共聚物具有高極性的特點，配方 中添加丙烯酸酯類聚合物或共聚物可以改變玻璃纖維和樹脂之間的界面狀態，提高其界面 的粘結力，從而提高復合材料的性能。
[0034] 本發明復合材料還包括0.1-3% (重量百分比）的助劑，所述助劑為熱穩定劑、光穩 定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾種的混合。由于本發明為汽車內飾用AS復合材 料，可根據不同汽車內飾的結構、技術要求等對上述助劑進行單獨使用，或者復合使用。熱 穩定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通常可選自酚類、亞磷酸酯類、 硫代酯類中的一種以上。光穩定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻 胺類或紫外線吸收劑。加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復合酯 或酰胺類(芥酸酰胺）中的一種以上。
[0035] 本發明所述的低氣味的高性能玻纖增強AS組合物的制備方法，包括以下步驟： [0036] (1)按重量百分比稱取AS樹脂、相容劑、水母粒、偶聯劑和助劑在高混機里混合1-3min;混合均勾，得到預混料；
[0037] (2)將預混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側喂料口加入玻璃纖維，進行熔 融擠出，造粒干燥，即得。
[0038] 所述熔融擠出的條件為:一區溫度180-210°C，二區溫度190-220°C，三區溫度190-230°C，四區溫度190-240°C，五區溫度190-240°C，六區溫度190-240°C，七區溫度190-240 °C，八區溫度190-240°C，九區溫度190-240°C，主機轉速250-600轉/分鐘；雙螺桿擠出機的 長徑比為40:1。
[0039] 本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：
[0040] 1)本發明使用的水母粒簡單易得，制備工藝簡單，成本低，能有效去除氣味的同 時，而又不影響組合物的機械性能；
[0041] 2)本發明使用丙烯酸酯類聚合物或共聚物作為相容劑，利用丙烯酸酯類聚合物或 共聚物具有高極性的特點，可以有效改變玻璃纖維和樹脂之間的界面狀態，提高其界面的 粘結力，從而提高復合材料的性能。
[0042] 3)通過添加鈦酸酯偶聯劑，利用其具有既能與玻璃纖維表面的某些基團反應，又 能與樹脂反應的特點，在玻璃纖維與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應力，從 而增強了玻璃纖維與樹脂之間粘合強度，形成穩定的結構，使分散相和連續相均勻，即實現 兩者的相容化。
【具體實施方式】
[0043] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明較佳的實施方 式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0044] 以下實施例和對比例中，擠出機熔融擠出的加工條件如下：一區溫度180- 210°C， 二區溫度190-220°C，三區溫度190-230°C，四區溫度190-240°C，五區溫度190-240°C，六區 溫度190-240°C，七區溫度190-240°C，八區溫度190-240°C，九區溫度190-240°C，主機轉速 250-600轉/分鐘;雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0045] AS樹脂選自臺灣臺化的NF2200,長玻纖選自巨石集團的ER13-2000-988A，其纖維 直徑為13μηι，線密度為2000tex;短玻纖選自Shenzhen Yataida公司的ECS-13-4.5系列，其 玻璃纖維的長度為4.5mm，直徑為13μπι;。
[0046] 水母粒的制備：
[0047] 將不同熔體強度的高熔體強度聚丙烯與礦物填料按表1所示配比進行充分的混 合，在擠出機中