一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，按重量百分比计，包含以下组分：AS树脂48-86％，玻璃纤维10-28％，相容剂1-10％，偶联剂0.1-1％，抗静电剂8-12％，抗菌剂0.5-2％，助剂0.1-2.5％；其中，相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物,苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯三元聚合物中的一种或其混合物；抗菌剂为四级铵盐，通式R4NX，其中四个烃基R相同或不同，X为卤素负离子或酸根。本发明专利技术有效改变玻璃纤维和树脂之间的界面状态，提高其界面的粘结力，从而提高复合材料的性能，制备的玻纤增强AS复合材料具有优异的抗菌效果，可以作为抗菌材料用于汽车，冰箱，电视机行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改性塑料领域，具体涉及一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料及其制备方法。
技术介绍
丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂是由苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)两种单体为原料共聚合制得的一种热塑性塑料。AS树脂具有优良的性能，有极好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好，是一种重要的工程塑料。玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀、隔热、成型收缩率小等优点。此外，利用玻纤增强可以使塑料的拉伸性能大幅度提高。AS树脂中加入玻璃纤维可增强AS树脂的强度和抗热变形能力，还可减小AS树脂的热膨胀系数。玻璃纤维增强AS因其具有良好的加工性能、尺寸稳定性和拉伸强度在家用电器领域具有良好的应用价值，如空调中的轴流、贯流和离心风扇叶等。玻纤增强AS制件的性能直接影响到空调器的质量，与大家的日常生活息息相关。家用电器领域对玻纤增强AS复合材料的性能要求一般为：拉伸强度>100MPa，弯曲模量>6500MPa，热变形温度>100℃，玻纤重量含量19-22％，缺口冲击强度>6.0kJ/m2。玻璃纤维增强AS的力学性能很大程度上取决于AS和玻璃纤维的黏结强度，由于树脂和玻纤的界面粘接较差，不能充分发挥玻纤的增强作用，形成的复合材料强度，韧性，耐热性等性能较差。Klumperman等(W091/15543)曾以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、ABS、AS和玻纤为原料，共混制的ABS复合物。该复合物提高了维卡软化温度，但弯曲模量太低，只有5000MPa；并且由于加入了大量的ABS和SMA，制造成本上升。中国专利CN201110138482以AS，玻纤，偶联剂为原料，通过调节螺杆组合，制备出了密度较为均匀的增强AS复合材料，但其制备的复合材料拉伸强度在100-110MPa，冲击强度在5.5-6.5kJ/m2，性能也较低。目前树脂和玻纤增强体系中比较常用的相容剂体系为苯乙烯与马来酸酐的共聚物。并且，由于AS材料为电的不良导体，在加工和使用过程中容易积累静电荷，当静电电荷积累到一定程度，静电会造成材料吸附灰尘，以及造成材料破坏，还可能产生静电火花放电，引起化工产品库等爆炸起火，造成重大人身事故。另外，对于材料还应该有抗菌方面的要求。随着人们生活水平的提交，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一。目前，中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准。抗菌标准为：抗细菌率符合I≥99％的抗菌塑料可以作为强抗菌塑料，抗细菌率符合I≥90％的抗菌塑料可以作为有抗菌作用塑料。目前对抗菌材料的报道集中在聚丙烯材料，如专利CN1017255771A采用添加载银离子抗菌剂来达到抗菌作用。因此，开发出一种力学性能优异，并且具有抗静电，抗菌功能的玻纤增强AS复合材料显得尤为重要，具有巨大的市场空间。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，以克服现有技术的不足，有效改变玻璃纤维和树脂之间的界面状态，提高其界面的粘结力，从而提高复合材料的性能，制备的玻纤增强AS复合材料具有优异的抗菌效果，可以作为抗菌材料用于汽车，冰箱，电视机行业。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，其特征在于：按重量百分比计，包含以下组分：其中，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物,苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯三元聚合物中的一种或其混合物；玻纤增强材料因为是由玻璃纤维和合成树脂所构成的复合体，两种材质差异较大，彼此混合后存在相容的问题，利用甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)或乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯三元聚合物(ASA)具有高极性的特点，配方中添加此类相容剂可以改变玻璃纤维和树脂之间的界面状态，提高其界面的粘结力，从而提高复合材料的性能。所述抗菌剂为四级铵盐，通式R4NX，其中四个烃基R相同或不同，X为卤素负离子或酸根，优选的，X为卤素负离子F-、Cl-、Br-、I-或酸根HSO4-、RCOO-中的一种细菌细胞表面一般带负电荷，四级铵盐的正电荷吸引细菌细胞膜表面的负电荷，阻止细菌的移动，使其失去营养而死亡，或细胞变形破裂因内容物渗出而死亡，从而达到抗菌的效果。所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、颜料中的至少一种。进一步的，所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物。进一步的，所述玻璃纤维为长玻璃纤维和短切玻璃纤维的混合。进一步的，所述长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10-16μm；所述短切玻璃纤维的长度为0.2-10mm，直径为8-20μm。进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，使用硅烷偶联剂，利用其具有既能与玻璃纤维表面的某些基团反应，又能与树脂反应的特点，在玻璃纤维与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了玻璃纤维与树脂之间粘合强度，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即实现两者的相容化。特别的，所述的硅烷偶联剂为氨基型硅烷偶联剂。特别的，所述的氨基型硅烷偶联剂含有的氨基数目为2个或2个以上。这是因为硅烷偶联剂(YSiX3)，其水解速度取于硅能团X，而与有机聚合物的反应活性则取于碳官能团Y。在硅烷偶联剂的两类性能互异的基团中，X基的不同只能影响水解速度，对复合材料的性能基本上无影响；而Y基团则直接决定硅烷偶联剂的应用效果。只有当Y基团能和对应的基体树脂起反应时，才能提高粘接强度。一般要求Y基团能与树脂相溶并能起偶联反应，所以，对于不同基材或处理对象，选择适用的硅烷偶联剂至关重要。对于玻纤增强AS体系，选择氨基型硅烷偶联剂比较合适，这是因为氨基为极性，可以也AS树脂相容，并且氨基可以和丙烯腈起偶联反应。另外，双氨基型或多氨基型的硅烷偶联剂，其催化活性更高，更加有利于提高复合材料的力学性能。进一步的，所述抗静电剂为永久型抗静电剂，其成分中包含金属盐和聚氧乙烯。进一步的，由于本专利技术为汽车内饰用AS复合材料，可根据不同汽车内饰的结构、技术要求等对上述助剂进行单独使用，或者复合使用。所述热稳定剂选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种或几种，热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能；所述光稳定剂为受阻胺类或紫外线吸收剂，光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能；所述加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类中的一种或几种。本专利技术的另一目的在于提出一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按重量百分比称取AS树脂、相容剂、抗静电剂、抗菌剂、偶联剂和助剂在高混机里混合1-3min；混合均匀，得到预混料；(2)将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入玻璃纤维，进行熔融挤出，造粒干燥，即得。所述熔融挤出的条件为：一区温度180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，其特征在于：按重量百分比计，包含以下组分：其中，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯‑丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物,苯乙烯‑丙烯腈‑甲基丙烯酸甲酯三元聚合物中的一种或其混合物；所述抗菌剂为四级铵盐，通式R4NX，其中四个烃基R相同或不同，X为卤素负离子或酸根；所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、颜料中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，其特征在于：按重
量百分比计，包含以下组分：
其中，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，
甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物,苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸
甲酯三元聚合物中的一种或其混合物；
所述抗菌剂为四级铵盐，通式R4NX，其中四个烃基R相同或不同，X为
卤素负离子或酸根；
所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、颜料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，
其特征在于：所述AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，
其特征在于：所述玻璃纤维为长玻璃纤维和短切玻璃纤维的混合。
4.根据权利要求3所述的一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，
其特征在于：所述长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10-16μm；所述短切
玻璃纤维的长度为0.2-10mm，直径为8-20μm。
5.根据权利要求1所述的一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，
其特征在于：所述的偶联剂为氨基型硅烷偶联剂，所述的氨基型硅烷偶联剂
含有的氨基数目为2个或2个以上。
6.根据权利要求1所述的一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，
其特征在于：所述抗静电剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶四平，肖华明，付锦锋，王扬利，陈刚，
申请(专利权)人：天津金发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12