一种哑光级耐热abs改性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种哑光级耐热ABS改性材料及其制备方法，属于材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 苯乙烯_ 丁二烯_丙烯腈共聚物（ABS)是一种综合性能优良的工程塑料，冲击 强度高，光泽度及尺寸稳定性好，易染色、耐磨且易于成型加工，被广泛地应用于汽车配件 (仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），电动工具外壳，打字机键盘等；但通用ABS树脂 的耐热温度较低，0. 45MPa的热变形温度一般只有90°C左右，在用于小轿车中央面板、空调 出风口、方向盘上下盖以及遮阳板等有耐热（〇.45MPa的热变形温度彡100°C)及哑光要求 的汽车内饰部件时便不能满足使用要求；哑光效果的汽车内饰材料可帮助驾驶员缓解视觉 疲劳，提尚驾驶安全性。
[0003]目前汽车内饰材料的哑光效果主要通过在制件表面喷涂哑光漆或是在原材料中 添加消光剂改性实现。但是，喷涂哑光漆会大幅提高内饰件加工成本并造成环境污染；在材 料中添加大粒径的无机填料虽然可以显著降低材料的光泽度，但会导致材料冲击强度与流 动性的大幅下降；而在材料中添加预交联的橡胶粒子虽然可在制件表面取得良好的哑光效 果，却严重影响了材料的流动性和耐热性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种成本低且环保，耐热 性高，抗冲击性能好，能在表面产生柔和均匀的哑光效果的哑光级耐热ABS改性材料。
[0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种哑光级耐热ABS改性材料，所述 材料包括如下组分及重量百分比：
[0006]ABS树脂 60_80wt%;
[0007] 表面改性的碳纤维：5-20wt%;
[0008] 耐热改性剂5_15wt%;
[0009] 冲击改性剂l_5wt%;
[0010]消光剂l_5wt%;
[0011]纳米填料l_5wt%;
[0012] 抗氧剂 0.5-lwt% ;
[0013]光稳定剂0?5-lwt%。
[0014] 本发明的材料以ABS树脂为基体，并加入表面改性的碳纤维进行增强作用。经过 不断试验发现，未经处理的碳纤维表面呈现化学惰性，与树脂基体浸润性差，会导致复合材 料粘结性差，严重影响材料的性能，而在以ABS树脂为基体的材料中加入表面改性的碳纤 维，可明显改善碳纤维与基体树脂间的浸润性，再配合耐热改性剂、冲击改性剂及纳米填料 等原料的共同作用，可以在降低材料光泽度，在产品表面取得良好的哑光效果的同时不但 可以保证材料的流动性，还可以大幅度提高材料的冲击强度及耐热性。
[0015] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的ABS树脂为苯乙烯-丁二烯-丙烯 腈接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接 枝共聚物中的一种或多种。
[0016] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的表面改性的碳纤维的长度为 5mm-20mm。如果碳纤维长度较小，在几个毫米范围内，则通过纤维增强结构的效果就会减 弱，反之，较长的碳纤维则难以进行加工。
[0017] 作为优选，所述的碳纤维通过阳极氧化处理进行改性，预氧化条件为270-290°C， 预氧化时间为1. 5-2. 5h，在氮气保护下，碳化条件为980-1030°C，碳化时间为25-35min。通 过阳极氧化处理对碳纤维进行改性处理，纤维表面被刻蚀成许多呈凹槽状的刻痕，粗糙度 有所提高，表面含氧活性官能团增加，能有效地改善碳纤维与ABS树脂的界面粘积，进而提 高界面结合力，同时使材料的断裂形式由纤维拔出转变为纤维断裂，进而显著提高材料的 力学性能，尤其是提高抗冲击强度。
[0018] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺、 N-异丙基马来酰亚胺、N-环已基马来酰亚胺、马来酸酐接枝苯乙烯、a-甲基苯乙烯-丙烯 腈-苯乙烯三元共聚物中的一种或多种。
[0019] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述冲击改性剂为ABS高胶粉、苯乙烯类增 韧剂、氯化聚乙烯类增韧剂中的一种或多种。
[0020] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的消光剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接 枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝本体法丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 共聚物中的一种或两种。
[0021] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述纳米填料为滑石粉、云母粉、蒙脱土、 娃灰石、高岭土中的一种或几种的混合物，纳米填料的粒径为400-800nm。
[0022] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的抗氧剂为受阻酚类化合物与亚磷酸 酯类化合物的混合物，其中受阻酚类化合物与亚磷酸酯类化合物的重量比为2:0. 5-1. 5。
[0023] 进一步优选，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂2246中的 一种或多种；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
[0024] 在上述的哑光级耐热ABS改性材料中，所述的光稳定剂为二苯甲酮类、苯并三唑 类化合物、受阻胺类化合物中的一种或多种。
[0025] 本发明还公开了一种上述哑光级耐热ABS改性材料的制备方法，所述的制备方法 包括如下步骤：
[0026] 将ABS树脂、耐热改性剂、冲击改性剂、消光剂、纳米填料、抗氧剂、光稳定剂按重 量百分比在高速混合机中高速混合；
[0027] 将混合好的原料加入到双螺杆挤出机主喂料斗，将表面改性的碳纤维加入到双螺 杆挤出机侧喂料斗，挤出造粒即可得哑光级耐热ABS改性材料，其中，双螺杆挤出机中，进 料段的温度为170_190°C，压缩段为200-220°C，塑化段为210-220°C，均化段为220-240°C， 模口温度为200-210°C，转速为150-5300转/分。
[0028] 与现有技术相比，本发明的哑光级耐热ABS改性材料以尼龙ABS树脂为基体，通过 添加表面处理后的碳纤维，同时配合耐热改性剂及冲击改性剂的使用，共同强化树脂，提高 材料的强度、耐高温、抗冲击性能，并在最终产品表面产生柔和且均匀的哑光效果，进而满 足汽车行业对汽车内饰品高哑光及高耐热的要求。此外本发明哑光级耐热ABS改性材料的 制备方法简单，成本低，适合于工业化生产。
【具体实施方式】
[0029] 以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并 不限于这些实施例。
[0030] 实施例1
[0031] 按如下重量百分比称取原料：ABS树脂70wt%、表面改性的碳纤维：15wt%、耐热 改性剂7wt%、冲击改性剂1. 5wt%、消光剂lwt%、纳米填料4wt%、抗氧剂10100. 3wt%、 抗氧剂1680. 3wt%、光稳定剂0. 9wt%。所述的ABS树脂为苯乙稀-丁二稀-丙稀腈接枝 共聚物；所述的表面改性的碳纤维的长度为l〇mm;其中碳纤维通过阳极氧化处理进行改 性，预氧化条件为280°C，预氧化时间为2h，在氮气保护下，碳化条件为1000°C，碳化时间为 30min;所述的耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺；所述冲击改性剂为ABS高胶粉；所述的消 光剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；所述纳米填料为2wt%滑石 粉和2wt%云母粉的混合物，纳米填料的粒径均为600nm;所述的光稳定剂为二苯甲酮类。
[0032] 将称取好的ABS树脂、耐热改性剂、冲击改性剂、消光剂、纳米填料、抗氧剂、光稳 定剂在高速混合机中高速混合，然后加入到双螺杆挤出机主喂料斗，将表面改性的碳纤维 加入到双螺杆挤出机侧喂料斗，挤出造粒即可得哑光级耐热ABS改性材料，其中，双螺杆挤 出机中，进料段的温度为170-190°C，压缩段为200-220°C，塑化段为210-220°C，均化段为 220-240°C，模口温度为 200-2KTC，转速为 150-5300 转 / 分。
[0033] 实施例2
[0034] 按如下重量百分比称取原料：ABS树脂75wt%、表面改性的碳纤维：10wt%、耐热 改性剂8wt%、冲击改性剂3wt%、消光剂lwt%、纳米填料1. 5wt%、抗氧剂10760. 4wt%、抗 氧剂1680. 4wt%、光稳定剂0. 7wt%。所述的ABS树脂为丙稀腈-苯乙稀-丙稀酸三元共 聚物；所述的表面改性的碳纤维的长度为15_ ;其中碳纤维通过阳极氧化处理进行改性， 预氧化条件为285°C，预氧化时间为2. 3h，在氮气保护下，碳化条件为10KTC，碳化时间为 32min;所述的耐热改性剂为5wt%N-环已基马来酰亚胺和3wt%马来酸酐接枝苯乙稀；所 述冲击改性剂为lwt%ABS高胶粉和2wt%苯乙稀类增韧剂；所述的消光剂为甲基丙稀酸 缩水甘油酯接枝本体法丙稀腈-丁二稀-苯乙稀共聚物；所述纳米填料为〇. 5wt%蒙脱土、 0. 5wt%娃灰石和0. 5wt%高岭土的混合物，纳米填料的粒径均为700nm;所述的光稳定剂 为苯并三唑类化合物。
[0035] 将称取好的ABS树脂、耐热改性剂、冲击改性剂、消光剂、纳米填料、抗氧剂、光稳 定剂在高速混合机中高速混合，然后加入到双螺杆挤出机主喂料斗，将表面改性的碳纤维 加入到双螺杆挤出机侧喂料斗，挤出造粒即可得哑光级耐热ABS改性材料，其中，双螺杆挤 出机中，进料段的温度为170-190°C，压缩段为200-220°C，塑化段为210-220°C，均化段为 220-240°C，模口温度为 200-2KTC，转速为 150-5300 转 / 分。
[0036] 实施例3
[0037] 按如下重量百分比称取原料：ABS树脂67wt%、表面改性的碳纤维：10wt%、耐热 改性剂l〇wt%、冲击改性剂3. 5wt%、消光剂4wt%、纳米填料4wt%、抗氧剂22460. 5wt%、 抗氧剂1680. 4wt%、光稳定剂0. 6wt%。所述的ABS树脂为甲基丙稀酸甲酯-丁二稀-苯 乙烯接枝共聚物；所述的表面改性的碳纤维的长度为8mm;所述的碳纤维通过阳极氧化处 理进行改性，预氧化条件为275°C，预氧化时间为1. 8h，在氮气保护下，碳化条件为990°C， 碳化时间为28min;所述的耐热改性剂为4wt%N-苯基马来酰亚胺和6wt%N-异丙基马来 酰亚胺；所述冲击改性剂为苯乙烯类增韧剂；所述的消光剂为2wt%甲基丙烯酸缩水甘油 酯接枝苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和2