CN104177719B - 一种高耐热贯流风叶增强as专用料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料及其制备方法，该材料包括丙烯腈‑苯乙烯共聚物，聚碳酸酯，无碱玻璃纤维，相容剂，偶联剂，高效润滑剂，抗氧剂。本发明在保证低成本且各项性能合格的基础上将增强AS的热变形温度再提高约5℃，使得产品质量更稳定，使用效果更好。

Description

一种高耐热贯流风叶增强AS专用料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种AS专用料及其制备方法，尤其涉及一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料及其制备方法，属于高分子合金材料技术领域。

【背景技术】

AS属于苯乙烯类的热塑性通用塑料，是由丙烯腈和苯乙烯通过本体法、悬浮法或乳液法制得。它具有高光泽、高透明、高冲击、良好的耐热性和机械性能被广泛应用于制造家庭日常用品外壳，家庭电器产品、器械附件汽车零部件、建材等。据2013年相关报道资料介绍，珠三角地区作为空调重要的制造基地，在珠三角地区每年的空调产量都在3500万台以上，空调风叶作为空调器主要的部件之一，需求的空调风叶在7000万只以上，而对用于生产空调风叶的增强AS材料的需求在4.5万吨左右。目前国外在AS增强材料方面主要使用短切玻纤和AS树脂复合，而国内主要是使用长玻纤增强AS以提高强度。

用玻璃纤维增强的AS材料，增强后其机械性能得到进一步的提高，特别是其具有的高刚性，高耐热，高强度的特点被广泛应用于空调风叶配件行业。但是由于AS是非结晶材料，玻纤增强后的AS改性料耐热性能提高的幅度还是比较有限，在实际应用于空调内机的贯流风叶产品时，贯流风叶在后期加工过程会因材料的耐热性不够导致贯流风叶端盖与金属轴承间的连接处出现结合不好等不良现象。此缺陷在贯流风叶进行超声波焊接﹑冷热交替试验﹑高速运转﹑动静平衡等一系列项目测试时，会导致贯流风叶达不到测试的标准要求，产生大量的报废品，给企业造成极大的损失。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种保证低成本且各项性能合格的基础上将增强AS的热变形温度再提高的高耐热的贯流风叶增强AS专用料。

本发明的另一目的是提供一种上述增强AS专用料的制备方法。

本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料，其特征在于包括以下质量百分比组分：

本发明中选取的丙烯腈-苯乙烯共聚物，丙烯腈含量为在25-35％，丙烯腈含量在此范围内的共聚物具有合适的刚性与较好的流动性。

本发明中选的聚碳酸酯(PC)，采用熔指为10～14的中粘度PC。因为PC粘度太低，加入体系后对体系的热变形温度提高不明显；若PC的粘度过高，PC与AS粘度相差太大，会造成体系的相容性差挤出加工过程不顺利，产品在注射过程成型因难。

添加PC树脂用以提高材料的热变形温度，基于以下理论。由于PC树脂的分子链上有刚性的苯环基团，它的体积大、空间位阻大，很大程度地限制了分子链的内旋转与移动。PC分子链本身具有的刚性大﹑使其具有较高的耐热性。在体系中添加了高耐热的PC组份，也因此增加了材料的刚性，分子链间的相对滑移变得困难，所以需要更高的外部环境温度才使得材料发生形变，宏观体现出的是材料的耐热性提高。

本发明中的相容剂采取SMA相容剂，主要是从以下方向考虑。(1)SMA树脂是由苯乙烯与马来酸酐两种单体在一定条件下进行共聚反应而得到的无规则结构，SMA树脂分子结构中具有非极性的芳环基和极性的酸酐基，因此可与多种非极性与极性材料，以及玻纤相容性良好。因为体系中含有PC，AS，玻纤三组份，必须选取合适的相容剂，解决三相相容的问题，而SMA树脂中的马来酸酐基团可以和PC分子中的端基(氨基，羧基或羟基)发生反应生成PC-g-SMA接枝共聚物，同时SMA树脂具有的苯乙烯链段与AS也具有良好的相容性，此外，SMA具有较高的热变形温度比AS，ABS高出20-30度，SMA的加入对材料的热变形并没影响。由此分析可见SMA比较适合用于本体系的相容剂。(2)从树脂与玻纤结合方面考虑，由于PC，AS与玻纤界面粘合力较差。SMA分子结构的酸酐基团具有极高的化学反应活性，可在挤出共混过程中与玻纤表面的羟基反应增强界面偶联作用，而形成“核(玻纤)-壳(SMA树)复合体”，通过共价键传输基体应力至玻纤表面并有效分散。SMA特殊的分子结构，比较适用作本体系的相容剂。

本发明中采取硬脂酸酯系列的高效润滑剂，因为此种润滑剂具有良好的热稳定性，低挥发性，优异的润滑性，耐抽出性等。润滑剂有添加，润滑剂分子进入到分子链间，减弱了分子链间的作用力，分子链移动变得容易，达到提高材料流动性的目的。即使在较高的加工温度下也发挥润滑剂在材料加工过程的内外润滑性能﹑以及成型制品时良好的脱模性与产品表面光洁度。

本发明选取的偶联剂是硅烷偶联剂，硅烷偶联剂经过水解反应与玻纤表面的硅醇基团分子作用形成桥梁，使树脂与玻纤界面间有较强的粘结力，增强树脂与玻纤界面的结合。

本发明中选取的抗氧剂是复合型抗氧剂，是由酚类与亚磷酸酯类的抗氧剂复配而成。其有良好的加工稳定性，长效性，良好的色泽稳定性，耐溶液抗水抽出性能。

上述高耐热的贯流风叶增强AS专用料的方法，其特征在于包括以下步骤：

将丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、相容剂、高效润滑剂和抗氧剂混匀后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将无碱玻璃纤维和偶联剂由双螺杆挤出机第四段筒体加入，然后在转速180～500转/分，温度185～240℃的条件下挤出造粒即可。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

1.本发明在保证材料成本最低且各项性能合格的前提下，加入了强极性﹑耐热性更高的PC树脂提高材料的热变形温度，将增强AS的热变形温度从98度提高到105度。

2.本发明引入含有高活性﹑强极性官能团的相容剂，增加PC﹑AS﹑玻璃纤维三相间相容性的同时，也不会对增强AS的耐热性能产生负面的影响。

3.本发明加入高效润滑剂体系。由于材料中AS分子链上含有AN极性基团，PC分子链上含有苯环结构，这些基团的存在使得分子链之间作用力很大。当塑料在熔融成型后，被取向的链节有恢复自然状态的趋势，但是由于分子链节已被冻结和分子链之间的作用力，从而可能造成制品存在内应力。当内应力大于材料自身的抗开裂力，产品就会产生裂痕，银纹等表面的缺陷；影响产品质量与其使用性能。因此在配方中须添加高效润滑剂，减小聚合物分子间的内摩擦力﹑降低熔体黏度，提高材料的流动性能，从而减小风叶在注射阶段的内应力。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1-4和对比例的配比见表1所示：

表1：

实施例1-4制备方法如下：

将丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、相容剂、高效润滑剂和抗氧剂混匀后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将无碱玻璃纤维和偶联剂由双螺杆挤出机第四段筒体加入，然后在转速180～500转/分，温度185～240℃的条件下挤出造粒即可。

对比例1-3的制备方法如下：

对比例的制备方法与实施例的制备方法大体相同，只是对比例中没有聚碳酸酯组份的加入。将丙烯腈-苯乙烯共聚物、相容剂、润滑剂和抗氧剂混匀后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将无碱玻璃纤维和偶联剂由双螺杆挤出机第四或第五节筒体加入，在适当的温度条件下挤出造粒。

本发明实施例1～4与对比例1-3的测试方法及性能如表2所示：

表2:

由表2中的测试结果对比得出，本发明高的耐热贯流风叶增强AS专用料的拉伸强度，弯曲模量，弯曲强度，冲击强度，熔指，比重等关键指标与对比例的增强AS性能稍有提高。但热变形温度比对比例的热变形温度约高出5℃，材料耐热性的提高，使产品的使用范围更广泛。

Claims (3)

1.一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料，其特征在于由以下质量百分比组分组成：

所述的聚碳酸酯采用熔指为10～14的中粘度聚碳酸酯，

所述的高效润滑剂为硬脂酸酯系列润滑剂，

所述的AS专用料通过以下方法制备出：

将丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、相容剂、高效润滑剂和抗氧剂混匀后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，将无碱玻璃纤维和偶联剂由双螺杆挤出机第四段筒体加入，然后在转速180～500转/分，温度185～240℃的条件下挤出造粒即可。

2.根据权利要求1所述的一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料，其特征在于所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物，丙烯腈含量为在25-35％。

3.根据权利要求1所述的一种高耐热的贯流风叶增强AS专用料，其特征在于所述的相容剂是由苯乙烯与马来酸酐两种单体进行共聚反应而得到的无规则结构SMA。