一种高耐热增强改性的ABS复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及安全防护技术领域，具体涉及一种高耐热增强改性的ABS复合材料及其制备方法。

背景技术

ABS材料具有耐腐蚀、耐低温、韧性好、抗冲击、尺寸稳定性好、易加工等优异性能，广泛用于汽车工业、电子、电器、纺织、器具和建材等领域。

但是在实际使用中，普通的ABS材料往往耐热性不足，高温条件时容易出现融化现象，导致器械出现安全隐患，这就限制了其更广泛的应用。

因此，发明一种高耐热增强改性的ABS复合材料及其制备方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐热增强改性的ABS复合材料及其制备方法，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂80～100份、高硅氧纤维30～50份、ABS高胶粉15～30份、苯乙烯丙烯腈15～30份、水杨酸5～10份、氢氧化铝2～8份、抗氧剂2～10份、润滑剂8～15份、耐热改性剂8～15份和无水乙醇20份。

优选的，其中主料按重量份计包括：ABS树脂80～90份、高硅氧纤维30～40份、ABS高胶粉15～25份、苯乙烯丙烯腈15～25份、水杨酸5～8份、氢氧化铝2～6份、抗氧剂4～8份、润滑剂10～15份、耐热改性剂10～15份和无水乙醇20份。

优选的，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

优选的，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

优选的，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

优选的，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过增加水杨酸和氢氧化铝，并对水杨酸和氢氧化铝以合适的比例进行复配，生成水杨酸铝配合物，增强ABS复合材料的导热性能和耐热性能，与现有技术相比，防止ABS复合材料正常使用时熔化，为该ABS复合材料的使用提供安全保障；

2、通过加入适量的高硅氧纤维，制备的ABS复合材料内部无明显分层和气泡，进一步增强了耐热性能，防止该复合材料在使用时出现熔化现象，为材料的安全使用提供进一步的保障。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。

实施例1：

本发明提供了一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂80份、高硅氧纤维30份、ABS高胶粉15份、苯乙烯丙烯腈15份、水杨酸5份、氢氧化铝2份、抗氧剂4份、润滑剂10份、耐热改性剂10份和无水乙醇20份。

进一步的，在上述技术方案中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

进一步的，在上述技术方案中，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

本实施例中制备的复合材料拉伸强度和断裂伸长率较低，弯曲强度较弱，热变形温度较低，在进行物理性能测试后，结果显示：拉伸强度为53.4MPa，断裂伸长率为7.6％，弯曲强度为64MPa，热变形温度为107℃。

实施例2：

本发明提供了一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂85份、高硅氧纤维35份、ABS高胶粉20份、苯乙烯丙烯腈20份、水杨酸5份、氢氧化铝2份、抗氧剂4份、润滑剂10份、耐热改性剂10份和无水乙醇20份。

进一步的，在上述技术方案中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

进一步的，在上述技术方案中，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

对比实施例1，本实施例中制备的复合材料拉伸强度和断裂伸长率均有所增强，弯曲强度略有提升，热变形温度有所增高，在进行物理性能测试后，结果显示：拉伸强度为64.2MPa，断裂伸长率为11.4％，弯曲强度为65MPa，热变形温度为114℃。

实施例3：

本发明提供了一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂90份、高硅氧纤维40份、ABS高胶粉25份、苯乙烯丙烯腈25份、水杨酸5份、氢氧化铝2份、抗氧剂8份、润滑剂15份、耐热改性剂15份和无水乙醇20份。

进一步的，在上述技术方案中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

进一步的，在上述技术方案中，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

对比实施例1和2，本实施例中制备的复合材料拉伸强度、断裂伸长率和热变形温度均介于实施例1与实施例2之间，弯曲强度有所降低，在进行物理性能测试后，结果显示：拉伸强度为58.6MPa，断裂伸长率为9.1％，弯曲强度为61MPa，热变形温度为111℃。

实施例4：

本发明提供了一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂85份、高硅氧纤维35份、ABS高胶粉20份、苯乙烯丙烯腈20份、水杨酸8份、氢氧化铝6份、抗氧剂6份、润滑剂12份、耐热改性剂12份和无水乙醇20份。

进一步的，在上述技术方案中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

进一步的，在上述技术方案中，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

对比实施例1～3，本实施例中制备的复合材料拉伸强度和断裂伸长率进一步提高，弯曲强度和热变形温度有较大提高，在进行物理性能测试后，结果显示：拉伸强度为68.3MPa，断裂伸长率为14.3％，弯曲强度为71MPa，热变形温度为127℃。

实施例5：

本发明提供了一种高耐热增强改性的ABS复合材料，其中主料按重量份计包括：ABS树脂85份、高硅氧纤维35份、ABS高胶粉20份、苯乙烯丙烯腈20份、水杨酸8份、氢氧化铝6份、抗氧剂8份、润滑剂15份、耐热改性剂15份和无水乙醇20份。

进一步的，在上述技术方案中，所述抗氧剂为亚磷酸酯类，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

进一步的，在上述技术方案中，所述耐热改性剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺质量分数为37％，所述ABS高胶粉为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中橡胶成分为52％。

一种高耐热增强改性的ABS复合材料的制备方法，具体操作步骤为：

步骤一：将ABS树脂和高硅氧纤维混合后，加入适量去离子水搅拌，再将ABS高胶粉和苯乙烯丙烯腈充分混合后加入上述物料中，在氮气氛围下以800rpm/min的速率搅拌12小时，之后放入烘箱中进行干燥；

步骤二：将水杨酸倒入无水乙醇中，超声溶解1小时后加入氢氧化铝，加热并搅拌，放入水热反应釜中，再将水热反应釜以400℃进行煅烧2小时，取出冷却；

步骤三：将步骤二中所得溶液放入离心机中进行离心，再进行过滤，对沉淀物用无水乙醇进行清洗，之后进行冷冻干燥24小时，干燥后研磨成粉末；

步骤四：将步骤一和步骤二中所得物料混合，水浴加热到60℃，通入氮气，超声震荡1小时后充分搅拌，再加入抗氧剂、润滑剂和耐热改性剂，继续进行搅拌，再经混炼、熔融、拉条和冷却后即可得该ABS复合材料。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤一中烘箱温度设置为200℃，时间为1小时。

进一步的，在上述技术方案中，所述步骤三中离心机转速设置为4500rpm/min，离心时间为15分钟。

对比实施例1～4，本实施例中制备的复合材料拉伸强度和弯曲强度比实施例4略有降低，断裂伸长率与实施例4基本相同，热变形温度仅低于实施例4，在进行物理性能测试后，结果显示：拉伸强度为66.8MPa，断裂伸长率为14.4％，弯曲强度为69MPa，热变形温度为123℃。

根据实施例1～5得出下表：

由上表可知，实施例4中原材料比例适中，ABS树脂与高硅氧纤维的相容性好，内部无明显分层和气孔，水杨酸与氢氧化铝的配比适当，制备的复合材料拉伸强度和断裂伸长率高，弯曲强度较大，热变形温度较高。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。