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CN106700394A - 一种天然纤维增强丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种天然纤维增强丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法 Download PDF

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魏子芳
姚为忠
李荣群
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Abstract

本发明提供一种天然纤维增强丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法，由主料和辅料按重量份制备而成，所述主料由以下组分按重量份制备而成：丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物75～90份，天然麻纤维5～20份，增韧剂3～5份；以所述主料总重量份为100份为基准，所述辅料由以下组分按重量份制备而成：抗氧剂0.2份，润滑剂0.2～0.5份。本发明制备的天然纤维增强ABS材料具有独特的耐热性、高刚性、低收缩率、低排放和轻量化的特点，同时制备工艺简单、环保。

Description

一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及 其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法。
背景技术
随着社会对环保要求的不断提高及人们对生活质量的追求，人们已关注到日常使用材料过程中所带来的负面影响，其中废旧塑料对环境造成的污染也日益严重。我国天然纤维品种资源丰富，但利用水平很低，除少量农业植物纤维被用于生产饲料和经济作物外，大部分被焚烧。在此背景下，用天然纤维填充增强的塑料再生料或者新料应用而生，并逐渐成为改性塑料行业关注和研究的热点。
目前，天然纤维增强聚丙烯材料已经在汽车领域开发应用。研究发现聚丙烯/天然纤维发泡材料应用于汽车内饰件有较好的吸声减燥性能；用聚乙烯、聚丙烯树脂和木粉共混生产的塑木板材可以在多种场合替代木材使用，具有使用寿命长、可重复使用、低成本等优点。然而关于天然纤维增强ABS的研究报道不多，专利CN 104845022公开了剑麻纤维增强ABS材料的制备方法，所得材料的性能良好，但是其对原料加工前的预处理繁琐，实现工业化生产难度较大，为此本发明申请了一种制备工艺简单，而具有良好力学性能的天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，由主料和辅料按重量份制备而成，其中主料是由以下组分按重量份制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物75～90份，天然麻纤维5～20份，增韧剂3～5份；以主料总重量份为100份为基准，所述辅料是由以下组分按重量份制备而成：抗氧剂0.2份，润滑剂0.2-0.5份。
进一步方案，所述抗氧剂由主抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和辅抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按质量比1：1组成。
所述的润滑剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或者硅酮中的一种。
所述的增韧剂为高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或者苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中的一种。
本发明的另一个发明目的是提供一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的制备方法，包括如下步骤：
1)按照上述配比，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190～220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3-4小时后包装成成品。
本发明采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、天然麻纤维、增韧剂、抗氧剂和润滑剂共混制备了一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，该合金材料具有独特的耐热性、高刚性、低收缩率、低排放和轻量化的特点，并且使用了可生物降解的天然麻纤维，所制备的材料具有环境友好性。本发明方法不需要复杂的预处理过程，制备工艺简单、环保，所得产品能够被广泛应用与家用电器、汽车工业等领域。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1～6提供了本发明的天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法，其中，抗氧剂由主抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和辅抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按质量比1：1组成。
实施例1
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物90份，天然麻纤维5份，增韧剂高胶粉5份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂N,N'-乙撑双硬脂酰胺0.5份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度分别设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3小时后包装成成品。
实施例2
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物87份，天然麻纤维10份，增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物3份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.3份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干4小时后包装成成品。
实施例3
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80份，天然麻纤维16份，增韧剂苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物4份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂硅酮0.2份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3小时后包装成成品。
实施例4
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物75份，天然麻纤维20份，增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物5份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂N,N'-乙撑双硬脂酰胺0.4份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3小时后包装成成品。
实施例5
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80份，天然麻纤维15份，增韧剂苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物5份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.2份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3小时后包装成成品。
实施例6
1)按表1中的原料组份，称取主料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物90份，天然麻纤维7份，增韧剂高胶粉3份；辅料为抗氧剂0.2份，润滑剂硅酮0.3份，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2)将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为天然麻纤维增强ABS复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190、190、200、200、210、210、220、220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3)造粒后的材料在90℃条件下烘干3小时后包装成成品。
表1：
分别对实施例1～6制得的天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料进行多项基本性能测试，取其平均值。测试结果如表2所示：
表2合金材料的基本性能测试结果
从表2可见，本发明制的天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的力学性能优异，密度低，能够达到轻量化效果，在汽车工业中有着广泛的应用前景。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，由主料和辅料按重量份制备而成，其特征在于：所述主料由以下组分按重量份制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物75～90份，天然麻纤维5～20份，增韧剂3～5份；
以所述主料总重量份为100份为基准，所述辅料由以下组分按重量份制备而成：抗氧剂0.2份，润滑剂0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述抗氧剂由主抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和辅抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按质量比1：1组成。
3.根据权利要求1所述的一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为N,N'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或者硅酮中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或者苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中的一种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的天然纤维增强丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）按照配比，将各组份称量进行混合，使分散均匀；
2）将混合物投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190～220℃，喂料转动频率为9Hz，主机转速为450r/min；
3）造粒后的材料在90℃条件下烘干3-4小时后包装成成品。
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