相容型增韧剂、制备方法及其应用的复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种相容型增韧剂及其制备方 法，以及应用该相容型增韧剂的复合材料及复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)是五大工程塑料之一，它具有结晶速度快、电气性 能优良、耐化学药品性好、力学性能优良、以及突出的耐摩擦和耐磨耗特性，但是PBT存在 尺寸稳定性差、缺口冲击强度低等缺点，从而限制了它的应用。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共 聚物（ABS)树脂是五大通用塑料之一，是丙烯腈（A)、丁二烯（B)和苯乙烯（S)三种单体组 成的三元接技共聚物。其中丙烯腈赋予ABS良好的耐化学腐蚀性、耐油性和一定的刚性及 表面硬度，丁二烯提高了 ABS的韧性、耐冲击性和耐寒性，苯乙烯则使ABS具有良好的介电 性能和光泽、良好的加工流动性。ABS具有良好的力学性能、表面硬度、着色性和加工流动 性。
[0003] ABS是一种非结晶型聚合物，而PBT是结晶型聚酯，二者相容性较差，通常采用加 入相容剂来改善复合的相容性。用于增容PBT/ABS复合体系的相容剂大致有：ABS的接枝 物，PS的接枝物和SMA等。另外PBT/ABS复合还需要加入一定量的弹性体进行增韧，以提 高冲击强度和断裂伸长率，目前PBT/ABS复合材料的增容增韧改性中，往往需要同时添加 大量的相容剂和增韧剂，但二者之间缺乏协同作用，增容增韧效果并不好。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷而提供一种相容性好、冲击强度高、力学性 能优异的PBT/ABS复合及其制备方法。具体方案如下：
[0005] -种相容型增韧剂，包括以下重量份成分：
[0006] 丁腈橡胶（NBR) 80-120 份
[0007] 马来酸酐 0. 1-2份
[0008] 引发剂 0.01-0. 5 份。
[0009] 所述的引发剂选自2,5_二甲基_2,5双（叔丁基过氧化）己烷、偶氮二异丁腈、过 氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的至少一种，优选为过氧化二异丙苯。所述丁腈橡胶的门 尼粘度（ML1+4, 100°C )为 20 ~70MU，优选为 45-60MU。
[0010] 优选的，所述的相容型增韧剂包括以下重量份成分：
[0011] 丁腈橡胶100份
[0012] 马来酸酐1份
[0013] 引发剂 0.1份。
[0014] 上述相容型增韧剂的制备方法包括以下步骤：
[0015] a)按重量份，将丁腈橡胶、马来酸酐、引发剂混合均匀；
[0016] b)将混合后的物料通过双螺杆挤的喂料螺杆均匀喂料，在80-1KTC条件下通过 双螺杆挤出机充分塑化、熔融接枝反应后挤出，再经拉条、冷却、切粒、烘干和包装，即得马 来酸酐接枝NBR(丁腈橡胶）的相容型增韧剂。
[0017] 所述相容型增韧剂的马来酸酐接枝丁腈橡胶的接枝率为0. 5~0. 8% ;接枝率 采用化学滴定法测定，具体参考《马来酸酐接枝天然橡胶的制备及应用研究》（《弹性体》， 2010, 20 (2)，10 ~15)。
[0018] -种含有上述相容型增韧剂的复合材料，包括以下重量份成分：
[0019] 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 50~80份 聚对苯二甲酸丁二醇酯 20~50份 相容型增韧剂 3~6份 润滑剂 〇. 4~r份 抗氧剂 0.3~1份。
[0020] 优选的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中丙烯腈的质量百分比为15%~ 35% ;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的相对分子质量为3500~5000。
[0021] 优选的，所述润滑剂选自硬酯酸钙、乙撑双硬脂酰胺、PE蜡中的至少一种。
[0022] 优选的，所述的抗氧剂选自四[P _(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇 酯（抗氧剂1010)、0 - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076)、 三[2, 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168)中的至少一种；优选为抗氧剂1076和抗 氧剂168复配物。
[0023] 上述复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0024] S1:按重量份，将干燥的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚对苯二甲酸丁二醇酯 混合均匀；
[0025] S2:按重量份，将相容型增韧剂、润滑剂和抗氧剂混合均匀；
[0026] S3:将步骤S1所得的混合物与步骤S2所得的混合物高速混合3~8分钟得到混 合组分；
[0027] S4:将步骤S3所得的混合组分投入双螺杆挤出机熔融挤出，得到复合材料。
[0028] 优选的，所述步骤S4中，熔融的温度为190~240°C，双螺杆挤出机的螺杆转速为 200 ~500rpm。
[0029] 本发明的复合材料中的相容型增韧剂与PBT/ABS复合体系相容性良好，NBR与ABS 极性、分子结构、溶解度参数相近，可以任意比例互溶；另外马来酸酐接枝NBR含有活性较 强的酸酐基团，它能在高温及剪切应力的作用下与PBT发生化学反应，从而明显地降低两 相界面的张力，使体系中分散相粒子明显细化，提高共混复合的力学性能。作为PBT/ABS复 合体系增韧剂，NBR加入到共混复合体系中时，NBR作为分散相，当共混复合材料受到冲击 时，分散相作为大量的应力集中点，可以引发大量的裂纹，从而吸收大量的冲击能量；同时， 由于大量裂纹之间应力场的相互干扰，又可以阻止裂纹的进一步发展，因而显著地提高共 混复合体系的韧性，实现树脂的高性能化。
[0030] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点和有益效果：
[0031] (1)本发明采用双螺杆反应挤出制备马来酸酐接枝NBR的相容型增韧剂，工艺简 单，生产成本低，适于工业化生产。
[0032] (2)本发明的PBT/ABS复合材料体系中的相容型增韧剂集相容和增韧于一体，兼 具相容剂和增韧剂的功能，实现增容增韧功能二合一，在对PBT/ABS复合材料进行增容增 韧改性时，可以更近距离发挥作用，协同作用更强，增容增韧效率更高。
[0033] (3)本发明的PBT/ABS复合材料具有均匀的低光泽外观，是汽车内饰件的理想材 料，比一般共混复合光泽低，部件不需要涂饰亚光涂层，可降低成本25% ;另一个优点是， ABS/PBT复合，有着优良的耐化学药品性。
【具体实施方式】
[0034] 为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进 一步介绍和说明。
[0035] 实施例1
[0036] (1)相容型增韧剂的制备
[0037] 将80-120份的NBR、0. 1-2份的马来酸酐、0. 01-0. 5份的引发剂在高混机内混合均 匀，将混合后的物料通过双螺杆挤的喂料螺杆均匀喂料，在80-1KTC条件下通过双螺杆挤 出机充分塑化、熔融接枝反应后挤出，再经拉条、冷却、切粒、烘干，即得相容型增韧剂。
[0038] (2)复合材料的制备
[0039] 将PBT 120°C干燥4小时，ABS 80°C干燥3小时，干燥后备用。
[0040] 按重量配份称取20~50份干燥处理后的PBT和50~80份干燥处理后的ABS混 合均匀。
[0041] 按重量配份称取3~6份的相容型增韧剂、0. 4~1份的润滑剂和0. 3~1份的抗 氧剂混合均匀后，再与PBT和ABS的混合物一起加入到高速混合机中继续混合3~8分钟， 得到混合好的原料。
[0042] 将上述混合好的原料投入双螺杆挤出机熔融挤出，其双螺杆挤出机加工工艺如 下：双螺杆挤出机的加工温度在190°C~240°C，螺杆转速为200~500rpm，经拉条、冷却、 切粒、烘干后得到复合材料。
[0043] 实施例2
[0044] (1)相容型增韧剂的制备
[0045] 将90-110份的NBR、0. 5-1. 5份的马来酸酐、0. 05-0. 2份的引发剂在高混机内混合 均匀，将混合后的物料通过双螺杆挤的喂料螺杆均匀喂料，在80-1KTC条件下通过双螺杆 挤出机充分塑化、熔融后挤出，再经拉条、冷却、切粒、烘干，即得相容型增韧剂。
[0046] (2)复合材料的制备
[0047] 将PBT 120°C干燥4小时，ABS 80°C干燥3小时，干燥后备用。
[0048] 按重量配份称取30~40份干燥处理后的PBT和60~70份干燥处理后的ABS混 合均匀。
[0049] 按重量配份称取4~5份的相容型增韧剂、0. 6~0. 8份的润滑剂和0. 5~0. 7份 的抗氧剂混合均匀后，再与PBT和ABS的混合物一起加入到高速混合机中继续混合6分钟， 得到混合好的原料。
[0050] 将上述混合好的原料投入双螺杆挤出机熔融挤出，其双螺杆挤出机加工工艺如 下：双螺杆挤出机的加工温度在190°C~240°C，螺杆转速为300~400rpm，经拉条、冷却、 切粒、烘干后得到复合材料。
[0051] 实施例3
[0052] (1)相容型增韧剂的制备
[0053] 将NBR、马来酸酐、引发剂按重量比100:1:0. 1置于高混机内混合均匀，将混合后 的物料通过双螺杆挤的喂料螺杆均匀喂料，在80-110°C条件下通过双螺杆挤出机充分塑 化、熔融后挤出，再经拉条、冷却、切粒、烘干，即得相容型增韧剂。其中，NBR的门尼粘度 (1^1+4，100°(：)为20~70111] ;引发剂选自2,5-二甲基-2,5双（叔丁基过氧化）己烷、偶 氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的至少一种。
[0054] (2)复合材料的制备
[0055] 将PBT 120°C干燥4小