CN105949756A - 一种abs/pa6磁性复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ABS/PA6磁性复合材料及其制备方法。ABS/PA6磁性复合材料按重量份数由以下组分组成：ABS树脂20‑30；PA6树脂40‑65；表面改性磁粉10‑20；相容剂3‑5；抗氧剂0.5‑1；润滑剂1.5‑4。本发明的ABS/PA6磁性复合材料采用表面改性磁粉，改善了磁粉与树脂的相容性，所制备的材料不仅兼顾ABS与PA6材料优良的机械性能、耐热性能、耐化学油品性能、耐候性能以及加工性能，且同时具备优异的磁性性能，可广泛应用于电子电气、仪表、通讯、玩具、文具、体育用品及日常用品中的诸多领域，应用前景广阔，具有良好的经济价值。

Description

一种ABS/PA6磁性复合材料及其制备方法

[技术领域]

本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种ABS/PA6磁性复合材料及其制备方法。

[背景技术]

ABS(丙烯晴—丁二烯—苯乙烯三元共聚物)树脂由三种单体聚合而成，丙烯腈组分赋予ABS树脂一定的化学稳定性、耐油性及一定的刚度和硬度；丁二烯又赋予其良好的韧性、冲击性和耐寒性；苯乙烯则使其具有良好的介电性能，并呈现出良好的加工性能。因此，ABS树脂兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，是目前世界范围内应用最为广泛的塑料之一。但ABS树脂同时也存在耐化学性、耐油性及耐候性较差的不足，一定程度上限制了ABS树脂的使用。

PA6(聚己内酰胺)树脂是一种部分结晶的聚合物，具有良好的耐磨性、耐化学性及耐油性，同时PA6树脂耐候性优良、机械强度高，被广泛应用于汽车零部件、机械部件、仪表、仪器及包装等行业，但PA6树脂的吸湿性大，常温及低温环境下的韧性低，注塑产品尺寸稳定性差，这些缺点也使得PA6树脂的使用受限。

为适应工业发展的需求，近年来将ABS与PA6制成合金的技术不断发展，ABS/PA6合金既综合了ABS树脂的韧性和刚性，又综合了PA6树脂的耐热性、耐化学、耐油及耐侯性，同时ABS/PA6合金还具有较佳的耐热翘曲性，良好的加工性和外观，可广泛应用于家电、电子电器、汽车等领域，极大的拓宽了ABS及PA6的使用范围。

磁性塑料较传统的铁氧体烧结磁体重量轻、耐冲击、成型尺寸精度高，被认为是一种使用灵活便利的优良磁体。磁性塑料自20世纪90年代开发出来后，由于兼有塑料与磁性材料的特点，且相较于传统的铁氧体烧结磁体的难加工性，磁性塑料可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，应用前景非常广阔。但是，一般磁粉均为无机类材料，与塑料相容性较差，制备成复合材料后机械性能较差，难以满足使用要求，影响了ABS/PA6合金磁性复合材料应用。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种机械性能好的ABS/PA6磁性复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种ABS/PA6磁性复合材料，按重量份数由以下组分组成：

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的ABS树脂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯三元共聚物，熔指范围为25-50g/10min(测试条件220℃，10kg)。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的PA6树脂为聚己内酰胺，黏度范围为1.8-3.4dl/g。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述表面改性磁粉的制备方法如下：将磁粉、偶联剂按质量比100：2-3的比例加入到乙醇溶剂中搅拌，混合20-40分钟后在60-80℃的温度下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，得到所述的表面改性磁粉。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的磁粉为稀土磁粉；所述的偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯、硼酸酯、铝钛复合偶联剂和硅烷偶联剂中的至少一种。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、苯乙烯—马来酸酐共聚物、苯乙烯—丙烯晴—马来酸酐共聚物和苯乙烯—丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂复配，主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯。

以上所述的ABS/PA6磁性复合材料，所述的润滑剂为硬脂酸、硅酮粉和PP蜡中的至少一种。

一种上述ABS/PA6磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按上述的重量份数称取各组分，将称取的ABS树脂、PA6树脂、表面改性磁粉、相容剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合5-10分钟；

2)通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，将挤出粒料在70-90℃的干燥箱中干燥2-4小时，得到所述的ABS/PA6磁性复合材料粒料；

其中，步骤2)中双螺杆挤出机的温度设置为：一区190-200℃；二区200-210℃；三区210-220℃；四区230-240℃；五区220-230℃，六区200-210℃，七区200-210℃，八区190-200℃，机头温度190-210℃，挤出机螺杆转速控制在260-300r/min。

本发明的ABS/PA6磁性复合材料采用表面改性磁粉，改善了磁粉与树脂的相容性，所制备的材料不仅兼顾ABS与PA6材料优良的机械性能、耐热性能、耐化学油品性能、耐候性能以及加工性能，且同时具备优异的磁性性能，可广泛应用于电子电气、仪表、通讯、玩具、文具、体育用品及日常用品中的诸多领域，应用前景广阔，具有良好的经济价值。

[具体实施方式]

下面结合对比例及实施例对本发明做一详细的阐述。

对比例：

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将20份ABS树脂、65份PA6树脂、10份稀土磁粉、3份马来酸酐接枝丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、0.25份抗氧剂1010、0.25份抗氧剂168、1.5份硬脂酸放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到对比例的ABS/PA6磁性复合材料。

实施例1：

按重量份称取98份稀土磁粉与2份钛酸酯，然后将磁粉和钛酸酯都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将20份ABS树脂、65份PA6树脂、10份表面改性磁粉、3份马来酸酐接枝丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、0.25份抗氧剂1010、0.25份抗氧剂168、1.5份硬脂酸放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料。

实施例2：

按重量份称取97.8份稀土磁粉与2.2份铝酸酯，然后将磁粉和铝酸酯都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将22份ABS树脂、60份PA6树脂、12份表面改性磁粉、3.4份苯乙烯—马来酸酐共聚物、0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、2份硅酮粉放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料。

实施例3：

按重量份称取97.6份稀土磁粉与2.4份锆酸酯，然后将磁粉和锆酸酯都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将24份ABS树脂、55份PA6树脂、14份表面改性磁粉、3.8份苯乙烯—丙烯晴—马来酸酐共聚物、0.35份抗氧剂1010、0.35份抗氧剂168、2.5份PP蜡放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料。

实施例4：

按重量份称取97.4份稀土磁粉与2.6份硼酸酯，然后将磁粉和硼酸酯都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将26份ABS树脂、50份PA6树脂、16份表面改性磁粉、4.2份苯乙烯—丙烯晴—马来酸酐共聚物、0.4份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂168、3份PP蜡放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料。

实施例5：

按重量份称取97.2份稀土磁粉与2.8份铝钛复合偶联剂，然后将磁粉和铝钛复合偶联剂都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将28份ABS树脂、45份PA6树脂、18份表面改性磁粉、4.6份马来酸酐接枝丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、0.45份抗氧剂1010、0.45份抗氧剂168、3.5份硅酮粉放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料。

实施例6：

按重量份称取97份稀土磁粉与3份硅烷偶联剂，然后将磁粉和硅烷偶联剂都加入到乙醇溶剂中浸泡并不停搅拌，混合30分钟后在70℃下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，从而得到表面改性磁粉。

ABS/PA6磁性复合材料的制备过程如下：按重量份将30份ABS树脂、40份PA6树脂、20份表面改性磁粉、5份苯乙烯—丙烯酸缩水甘油酯共聚物、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168、4份硬脂酸放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述混合均匀的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，将得到的复合粒料在温度为70℃的干燥箱中干燥2小时，即得到ABS/PA6磁性复合材料

将对比例及实施例1至6中制得的ABS/PA6磁性复合材料在注塑机上注塑成型为标准测试样条，测试性能如表1所示：

表1

通过表1可以看出，本发明制得的ABS/PA6磁性复合材料机械性能较好，磁性能优良，综合性能均衡，可见本发明的ABS/PA6磁性复合材料效果较好，可广泛应用于电子电气、仪表、通讯、玩具、文具、体育用品及日常用品中的诸多领域。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，按重量份数由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的ABS树脂为丙烯晴—丁二烯—苯乙烯三元共聚物，熔指范围为25-50g/10min(测试条件220℃，10kg)。

3.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的PA6树脂为聚己内酰胺，黏度范围为1.8-3.4dl/g。

4.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述表面改性磁粉的制备方法如下：将磁粉、偶联剂按质量比100：2-3的比例加入到乙醇溶剂中搅拌，混合20-40分钟后在60-80℃的温度下继续搅拌直至脱去溶剂乙醇，得到所述的表面改性磁粉。

5.根据权利要求4所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的磁粉为稀土磁粉；所述的偶联剂为钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯、硼酸酯、铝钛复合偶联剂和硅烷偶联剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物、苯乙烯—马来酸酐共聚物、苯乙烯—丙烯晴—马来酸酐共聚物和苯乙烯—丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂复配，主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯。

8.根据权利要求1所述的ABS/PA6磁性复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、硅酮粉和PP蜡中的至少一种。

9.一种权利要求1所述ABS/PA6磁性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按权利要求1所述的重量份数称取各组分，将称取的ABS树脂、PA6树脂、表面改性磁粉、相容剂、抗氧剂和润滑剂在混合机中混合5-10分钟；

2)通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，将挤出粒料在70-90℃的干燥箱中干燥2-4小时，得到所述的ABS/PA6磁性复合材料粒料；

其中，步骤2)中双螺杆挤出机的温度设置为：一区190-200℃；二区200-210℃；三区210-220℃；四区230-240℃；五区220-230℃，六区200-210℃，七区200-210℃，八区190-200℃，机头温度190-210℃，挤出机螺杆转速控制在260-300r/min。