一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)abs復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，該復(fù)合材料由包括以下重量份的組分制成：ABS100份，增韌劑5-15份，玄武巖纖維15-45份，過氧化物引發(fā)劑0.2-0.5份，其中優(yōu)選地，玄武巖纖維在使用前用0.2-1重量份偶聯(lián)劑處理，然后用2-6重量份相容劑浸漬處理。本發(fā)明同時還公開了上述復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的復(fù)合材料中玄武巖纖維和ABS基體具有很好的粘接作用，從而使復(fù)合材料具有很好的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性、耐熱性，同時注塑成型制品具有很好的表面質(zhì)量，而且本發(fā)明所提供的制備方法工藝簡單，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于ABS復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ABS是聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一種具有良好的耐沖擊性、耐化學(xué)性、優(yōu)良的電性能、良好的加工性以及較高性價比的熱塑性工程塑料，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、輕工業(yè)、建筑等行業(yè)。
[0003]由于不同領(lǐng)域、不同制品具有不同的使用性能要求，單一的ABS樹脂無法滿足使用要求。為了進(jìn)一步擴(kuò)大ABS的應(yīng)用范圍，目前國內(nèi)外對ABS進(jìn)行了大量改性，改性的方法基本為玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)改性，此種改性取得了一定的成果，但是，玻璃纖維增強(qiáng)ABS存在不能完全滿足使用性能的缺陷，而碳纖維則價格相對較貴，使成本增加。
[0004]玄武巖纖維具有非人工合成的純天然性，加之生產(chǎn)過程無害，且產(chǎn)品壽命長，是一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新型綠色環(huán)保材料。玄武巖纖維在很大程度上可代替玻璃纖維，被廣泛用于航天航空、石油化工、汽車、建筑等諸多領(lǐng)域。玄武巖纖維具有良好的增強(qiáng)效應(yīng)，其單纖維拔絲實驗結(jié)果表明，玄武巖纖維與環(huán)氧聚合物的粘合能力高于無堿E玻璃纖維，而且在采用硅烷偶聯(lián)劑處理后其粘合能力還會進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一在于提供一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，該復(fù)合材料中的玄武巖纖維和ABS基體具有很好的粘接作用，該復(fù)合材料具有很好的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性、耐熱性和流動性，良好的加工性能，注塑成型制品具有很好的表面質(zhì)量，以解決現(xiàn)有技術(shù)中玻璃纖維增 強(qiáng)ABS存在不能完全滿足使用性能的缺陷，而碳纖維則價格相對較貴，使成本增加的缺陷；
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法，該方法制備工藝簡單，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，由包括以下重量份的組分制成:
ABS100 份，
增韌劑5-15份，
玄武巖纖維15-45份，
過氧化物引發(fā)劑0.2-0.5份。
[0007]優(yōu)選地，所述的增韌劑為馬來酸酐接枝ABS (ABS-g-MAH)，所述馬來酸酐接枝ABS的接枝率為0.5%-1.0%。
[0008]優(yōu)選地，所述的玄武巖纖維為連續(xù)玄武巖纖維，纖維直徑為5-15 μ m。
[0009]優(yōu)選地，所述的玄武巖纖維在使用前用0.2-1重量份偶聯(lián)劑處理，然后用2-6重量份相容劑浸潰處理，所述的偶聯(lián)劑選自N-β -氨乙基- Y-氨丙基三甲氧基硅烷或Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種；所述的相容劑選自環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。
[0010]優(yōu)選地，所述的環(huán)氧樹脂選自雙酚型環(huán)氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
[0011]優(yōu)選地，所述的不飽和聚酯選自鄰苯二甲酸型不飽和聚酯、雙酚A型不飽和聚酯、乙烯基酯型不飽和聚酯中的一種或幾種。
[0012]優(yōu)選地，所述的過氧化物引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酰中的一種或幾種。
[0013]一種上述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)將ABS和增韌劑進(jìn)行干燥；
將15-45重量份玄武巖纖維置于含0.2-1重量份偶聯(lián)劑的酒精溶液中進(jìn)行表面處理，之后干燥；
(2)稱量100重量份干燥后的ABS、5_15重量份干燥后的增韌劑、0.2-0.5重量份過氧化物引發(fā)劑并混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)上游加料口，在210-230°C溫度下混煉；同時稱取2-6重量份相容劑對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理后的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟(1)中，將ABS和增韌劑置于干燥器中進(jìn)行干燥，干燥溫度為80°C，干燥時間為IOh ；
將15-45重量份玄武巖纖維置于含`0.2-1重量份偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理2-4小時，溶液溫度為45-55°C，然后將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
第一，本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯作為相容劑，加入的過氧化物引發(fā)劑在一定溫度下分解出自由基，引發(fā)作用使加入的ABS-g-MAH的酸酐基團(tuán)與相容劑分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合，提高了 ABS與相容劑的結(jié)合程度；由于相容劑與經(jīng)過Y _(甲基丙烯酸氧)丙基二甲氧基硅烷和/或N- β -氨乙基-Y -氨丙基二甲氧基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的連續(xù)玄武巖纖維表面具有很好的親和性，從而提高了玄武巖纖維與ABS的粘接強(qiáng)度，從而提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性，表面質(zhì)量良好；
第二，本發(fā)明所提供的制備方法工藝簡單，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0016]當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實際應(yīng)用中技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]以下實施例和對比例中的ABS和ABS-g-MAH在稱量前，均置于干燥器中，于干燥溫度為80°C，干燥時間為IOh的條件下進(jìn)行干燥處理；ABS均采用臺灣奇美生產(chǎn)的PA-757，具體實施例和對比例中將不再贅述。[0019]實施例1
將直徑為IOym的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.2重量份N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理2小時，溶液溫度為50°C，然后將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、5份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.5%的增韌劑ABS-g-MAH和0.2份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取2重量份雙酚F型二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(型號:NPEF-170，購于南亞環(huán)氧樹脂有限公司)對上述干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為15重量份，經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū) 210°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 215°C，四區(qū) 215°C，五區(qū) 220°C，六區(qū) 225°C，七區(qū) 225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0020]實施例1所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表1。
[0021]實施例2
將直徑為?ο μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.6份N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.75%的增韌劑ABS-g-MAH和0.35份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取4重量份雙酚F型二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(型號:NPEF-170，購于南亞環(huán)氧樹脂有限公司)對上述干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游 纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0022]實施例2所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
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[0023]實施例3
將直徑為?ο μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.2份N- β -氨乙基-Y -氨丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、15份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.5份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取6重量份雙酚F型二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(型號:NPEF-170，購于南亞環(huán)氧樹脂有限公司)對干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為45重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230 °C，機(jī)頭溫度225 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0024]實施例3所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
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[0025]實施例4
將直徑為15 μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.2份Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理2小時，溶液溫度為55°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、5份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.5%的增韌劑ABS-g-MAH和0.2份二叔丁基過氧化物引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取2重量份鄰苯二甲酸型不飽和聚酯(型號191#，購于濰坊宏濤化工有限公司)對上述干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為15重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230 0C，機(jī)頭溫度225 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0026]實施例4所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
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[0027]實施例5
將直徑為15 μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.5份Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處·理3小時，溶液溫度為55°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.75%的增韌劑ABS-g-MAH和0.35份二叔丁基過氧化物引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取4重量份雙酚A型不飽和聚酯(型號:197#，購于濟(jì)南易盛樹脂有限公司)對上述干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0028]實施例5所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
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[0029]實施例6
將直徑為15 μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含1.0份Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理4小時，溶液溫度為55°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、15份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.5份二叔丁基過氧化物引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取6重量份雙酚A環(huán)氧乙烯基酯(型號:MFE-10，購于華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司)對干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為45重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0030]實施例6所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
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[0031]實施例7
將直徑為5μm的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.2份Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理2小時，溶液溫度為45°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、5份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.5%的增韌劑ABS-g-MAH和0.2份過氧化苯甲酰引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取2重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯對干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為15重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū) 210°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 215°C，四區(qū) 215°C，五區(qū) 220°C，六區(qū) 225°C，七區(qū) 225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0032]實施例8
將直徑為5μπι的連續(xù)玄武巖纖維置于含0.6份Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.75%的增韌劑ABS-g-MAH和0.4份過氧化苯甲酰引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取4重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯對干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū) 210°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 215°C，四區(qū) 215°C，五區(qū) 220°C，六區(qū) 225°C，七區(qū) 225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0033]實施例9
將直徑為5μm的玄武巖纖維置于含1.0份Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理4小時，溶液溫度為55°C，將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、15份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.6份過氧化苯甲酰引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取6重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為45重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)2300C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。[0034]實施例10
將直徑為IOym的玄武巖纖維置于含1.0份(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.2份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取2重量份四酚基乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(型號:711，購于天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司)對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0035]實施例11
將直徑為IOym的玄武巖纖維置于含1.0份(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.5份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取6重量份均四酚基乙烷四縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(型號:711，購于天津晶東化學(xué)復(fù)合材料有限公司)對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0036]實施例12`
將直徑為15 μ m的連續(xù)玄武巖纖維置于含1.0份Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的連續(xù)玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.2份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取2重量份4，5-環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯對干燥好的連續(xù)玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的連續(xù)玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/mino
[0037]實施例13
將直徑為15 μ m的玄武巖纖維置于含1.0份Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理3小時，溶液溫度為50°C，將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時；按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH和0.5份過氧化二異丙苯引發(fā)劑；將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；稱取6重量份4，5-環(huán)氧四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理好的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū) 210°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 215°C，四區(qū) 215°C，五區(qū) 220°C，六區(qū) 225°C，七區(qū) 225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0038]對比例I
本對比例I為實施例1的對比例。
[0039]按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、5份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.5%的增韌劑ABS-g-MAH ;將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；將纖維直徑為IOym的連續(xù)玄武巖纖維引入螺桿擠出機(jī)下游長纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為15重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230 0C，機(jī)頭溫度225 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0040]對比例I所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
1 [0041]對比例2
本對比例2為實施例2的對比例。
[0042]按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、10份已經(jīng)干燥好的接枝率為0.75%的增韌劑ABS-g-MAH ;將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；將纖維直徑為IOym的連續(xù)玄武巖纖維引入螺桿擠出機(jī)下游長纖維加料口，控制玄武巖纖維的量為30重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230 0C，機(jī)頭溫度225 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。
[0043]對比例2所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
1
[0044]對比例3
本對比例3為實施例3的對比例。
[0045]按重量份數(shù)稱量100份已經(jīng)干燥好的ABS、15份已經(jīng)干燥好的接枝率為1.0%的增韌劑ABS-g-MAH ;將上述稱好的原料投入到高速混合器中干混IOmin ;將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口 ；將纖維直徑為IOym的連續(xù)玄武巖纖維引入螺桿擠出機(jī)下游長纖維加料口，控制連續(xù)玄武巖纖維的量為45重量份；經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度為:一區(qū)210°C，二區(qū)210°C，三區(qū)215°C，四區(qū)215°C，五區(qū)220°C，六區(qū)225°C，七區(qū)225°C，八區(qū)230°C，九區(qū)230°C，十區(qū)230°C，機(jī)頭溫度225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min。[0046]對比例3所制得的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱性能參見表
1
[0047]通過實施例1-6和對比例1-3得到的材料性能測試結(jié)果見下表1。
[0048]表 I
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，由包括以下重量份的組分制成: ABS100 份， 增韌劑5-15份， 玄武巖纖維15-45份， 過氧化物引發(fā)劑0.2-0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的增韌劑為馬來酸酐接枝ABS，所述馬來酸酐接枝ABS的接枝率為0.5%-1.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的玄武巖纖維為連續(xù)玄武巖纖維，纖維直徑為5-15 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的玄武巖纖維在使用前用0.2-1重量份偶聯(lián)劑處理，然后用2-6重量份相容劑浸潰處理，所述的偶聯(lián)劑選自Ν-β-氨乙基-Y-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種；所述的相容劑選自環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的環(huán)氧樹脂選自雙酚型環(huán)氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的不飽和聚酯選自鄰苯二甲酸型不飽和聚酯、雙 酚A型不飽和聚酯、乙烯基酯型不飽和聚酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料，其特征在于，所述的過氧化物引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酰中的一種或幾種。
8.—種權(quán)利要求1-7中任一項所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將ABS和增韌劑進(jìn)行干燥； 將15-45重量份玄武巖纖維置于含0.2-1重量份偶聯(lián)劑的酒精溶液中進(jìn)行表面處理，之后干燥； (2)稱量100重量份干燥后的ABS、5_15重量份干燥后的增韌劑、0.2-0.5重量份過氧化物引發(fā)劑并混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)上游加料口，在210-230°C溫度下混煉；同時稱取2-6重量份相容劑對干燥好的玄武巖纖維進(jìn)行浸潰處理，將浸潰處理后的玄武巖纖維引入雙螺桿擠出機(jī)下游纖維加料口，經(jīng)擠出牽條、造粒，即制得高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)玄武巖纖維增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，將ABS和增韌劑置于干燥器中進(jìn)行干燥，干燥溫度為80°C，干燥時間為IOh ； 將15-45重量份玄武巖纖維置于含0.2-1重量份偶聯(lián)劑的酒精溶液中超聲處理2-4小時，溶液溫度為45-55°C，然后將超聲處理好的玄武巖纖維置于烘箱中80°C干燥8小時。
【文檔編號】C08L51/00GK103849111SQ201210493484
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】李慶豐, 田文偉, 李 榮 申請人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司