可用作风扇材料的热塑性组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可用作风扇材料的热塑性组合物及其制备方法，主要解决以往热塑性组合物综合机械强度不理想的缺陷，本发明专利技术采用在玻璃纤维与有机共聚物混炼反应前，用包括过氧化物和硅烷偶联剂的化学处理剂对玻璃纤维进行预处理的方法制备的热塑性组合物，较好地解决了该问题。该组合物具有很高的机械强度和耐热温度，可用作结构型工程材料，广泛用于工业制品生产中。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。众所周知，增强改性是在聚合物中加入增强材料以改进聚合物性能，特别是力学性能经常使用的一种改性方法，增强材料在聚合物中的作用犹如钢筋骨架在水泥建筑材料中的作用一样，由于玻璃纤维、碳纤维等增强材料的优异增强效果，在热塑性材料中加入适量这类材料，经共混造粒能够使热塑性材料硬度增加，柔软性降低，据报道用玻璃纤维增强的热塑性材料的弯曲强度、拉伸强度等指标与未增强塑料相比平均要提高2～3倍，如用玻璃纤维增强的苯乙烯类塑料苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS)等材料，具有良好的加工性能、尺寸稳定性和较高的弯曲弹性模量，拓展了其作为结构材料的应用领域，尤其在空调、电风扇、仪表骨架等领域得到广泛的推广应用；但作为无机材料的玻璃纤维体积庞大，结构疏松，与有机高分子共聚物相容性较差，使得玻璃纤维在共聚物中的分散不均匀，制备的组合物分子间凝结力不足，热塑性材料综合性能不理想，热变形温度、拉伸强度、弹性模量等各项指标难以达到综合平衡。例如WO91-15543公开了一种用玻璃纤维增强的聚合物组成，该组合物采用在苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)塑料合金体系中，添加长度2～15毫米短玻璃纤维，以提高制备的热塑性组合物的性能。其中SMA用量为10～90％(重量)，ABS用量10～90％(重量)，短玻璃纤维用量1～50％，苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为选择组份，该文献公开的实施例比较好的热塑性材料拉伸强度为89MPa，弯曲弹性模量为4750MPa，缺口冲击强度为9.8千焦/米2，维卡温度129℃。上述专利由于采用短玻璃纤维，在与聚合物混合及反应制备中主要起填料作用，难以起到理想的增强作用；从该文献公开的数据看，制备的热塑性组合物材料的平均拉伸强度、弯曲弹性模量比较低，同时该组合物采用普通的共混制备方法，没有具体涉及如何提高无机物玻璃纤维与有机共聚物的结合问题及玻璃纤维与有机共聚物共混前的预处理问题。日本公开特许平3-33497公开了孟山都株式会社的一种采用玻璃纤维增强的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)热塑性工程塑料的性能，其组成为ABS-1，用量为30％(重量)；苯乙烯-丙烯腈共聚物AS-1，用量为10％(重量)；苯乙烯-丙烯腈共聚物AS-2，用量为40％(重量)，制备的热塑性材料拉伸强度为108MPa，弯曲弹性模量为6596MPa，缺口冲击强度为7.5千焦/米2，热变形温度103℃。从该文献公开的数据看，采用该文献介绍的工艺方法，制备的热塑性材料拉伸强度、弯曲弹性模量较前述文献技术有较大幅度提高，但还没有达到令人满意的效果，热变形温度的提高也没有本质的突破；在塑料工程应用领域，人们希望得到综合机械强度更加优异的热塑性材料，以满足实际制品生产应用的需要。本专利技术目的之一是提供一种新的组成体系的热塑性组合物，该组合物具有很高的拉伸强度、弯曲弹性模量、热变形温度及缺口冲击强度，具备很好的综合性能。本专利技术目的之二是提供一种制备该组合物的方法，该方法能有效增强无机物长玻璃纤维和有机共聚物分子间的凝结力，并且制备方法简单，容易实施。本专利技术目的之一是通过以下技术方案来实现的一种可用作风扇材料的热塑性组合物，以重量份数计包括(a)20～70份苯乙烯-丙烯腈无规共聚物，其中丙烯腈以重量百分比计为20～35％；(b)10～40份无捻长玻璃纤维；(c)5～50份苯乙烯-马来酸酐无规共聚物或甲基苯乙烯-马来酸酐无规共聚物，其中马来酸酐以重量百分比计为5～25％；(d)0.1～2.0份化学处理剂，该处理剂包括通式为(I)的过氧化物和硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂占所述处理剂总量的重量百分比为40～70％； X选自异丙苯基、氢基或C1～C8的烷基；硅烷偶联剂选自乙烯基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-2，3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或磺酰叠氮三甲氧基硅烷；其中以重量份数计苯乙烯-丙烯腈无规共聚物优选范围为30～70份，玻璃纤维优选范围为20～35份，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物或甲基苯乙烯-马来酸酐无规共聚物优选范围为5～40份，化学处理剂优选范围为0.3～1.5份。上述技术方案中，所述X优选自异丙苯基或C1～C4的烷基；所述硅烷偶联剂优选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-2，3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。本专利技术热塑性组合物还含有苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中至少一种，其重量份数为5～25，其优选范围为5～10份。实现本专利技术目的之二制备上述热塑性组合物的方法，使苯乙烯-丙烯腈无规共聚物，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物或甲基苯乙烯-马来酸酐无规共聚物在190～300℃的双螺杆挤条机中熔融，加入玻璃纤维进行混炼反应，反应产物经螺杆机挤出，冷却、切粒，干燥为成品，其特征在于玻璃纤维与上述共聚物混炼反应前，浸渍于化学处理剂重量百分比浓度为1～30％的乙醇或丙酮溶液中，浸渍温度5～50℃，浸渍时间0.5～40分钟；其中所述乙醇或丙酮溶液重量百分比浓度优选范围为5～20％，浸渍温度优选范围为10～30℃，浸渍时间优选范围为5～15分钟。制备本专利技术组合物所用原料苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为由乳液聚合、悬浮聚合或连续本体聚合工艺生产的无规共聚物，其中丙烯腈含量为20～35％(重量)，熔体指数1～5克/10分钟(200℃*5千克)；原料苯乙烯-马来酸酐或甲基苯乙烯-马来酸酐(SMA)为由连续本体聚合工艺生产的无规共聚物，其中马来酸酐含量为5～25％(重量)，优选范围为10～25％，所述原料SAN和SMA也可以是市场销售的产品；无捻长玻璃纤维，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和化学处理剂均为市场销售的产品。本专利技术组合物制备方法主要分为两个步骤第一步骤是物料预处理过程首先将20～70份(重量)苯乙烯-丙烯腈无规共聚物(SAN)与5～50份(重量)苯乙烯-马来酸酐无规共聚物或甲基苯乙烯-马来酸酐无规共聚物(SMA)、0～15份(重量)苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)或/和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)或/和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(SBS)混合均匀；然后将0.1～2.0份(重量)化学处理剂溶解于脂肪醇类或脂肪酮类溶剂中，配制成重量百分浓度为1～30％的溶液，将10～40份(重量)无捻长玻璃纤维浸渍于上述配制的溶液中进行处理，浸渍过程可以是间歇过程也可以是连续过程，浸渍溶液温度为5～50℃，浸渍时间0.5～40分钟。第二步骤是混炼和反应过程将上述混合均匀的SAN和SMA粒料加入操作温度为190～～300℃，优选200～250℃的双螺杆挤条机中，粒料在外热作用下塑化熔融，这时将上述处理过的玻璃纤维由送料机构送入到熔融的物料中，通过螺杆旋转把物料向前输送，物料熔融体在压力作用下包覆在玻璃纤维周围，通过螺杆旋转进行混合和反应，并移去反应过程产生的挥发物，反应完全的组合物经螺杆挤出，冷却，切成粒料，最后干燥为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用作风扇材料的热塑性组合物，以重量份数计包括： （ａ）２０～７０份苯乙烯－丙烯腈无规共聚物，其中丙烯腈以重量百分比计为２０～３５％； （ｂ）１０～４０份无捻长玻璃纤维； （ｃ）５～５０份苯乙烯－马来酸酐无规共聚物或甲基苯乙烯－马来酸酐无规共聚物，其中马来酸酐以重量百分比计为５～２５％； （ｄ）０．１～２．０份化学处理剂，该处理剂包括通式为（Ⅰ）的过氧化物和硅烷偶联剂，其中硅烷偶联剂占所述处理剂总量的重量百分比为４０～７０％； Ｘ－Ｏ－Ｏ－＊－Ｃ↓［６］Ｈ↓［５］ （Ⅰ） Ｘ选自异丙苯基、氢基或Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］的烷基； 硅烷偶联剂选自乙烯基三氯硅烷、γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ－２，３－环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ－氨基丙基三乙氧基硅烷或磺酰叠氮三甲氧基硅烷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛敏琦，石正金，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，上海日之升新技术发展有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]