1.本发明属于材料制备技术，具体涉及一种耐热塑料及其制备方法，尤其涉及一种耐热改性abs及其制备方法。
背景技术：
2.丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯塑料(abs) 兼具有丙烯腈的刚性和耐热性，聚苯乙烯的光泽性和加工性以及聚丁二烯的耐冲击性等特点，具有良好的耐化学药品性、尺寸稳定性、耐低温性能、着色性和加工流动性，在电器设备、建筑材料等领域具有广泛应用。在应用性能中，耐热性能是重要的指标，对于abs，常规产品的耐热性能还需改善，尤其是热变形温度尚不能满足一些应用，比如电机、吹风机等。对于此，现有技术公开了提高abs耐热性的方法。有研究将abs与耐热剂及其它加工助剂共混，再通过双螺杆挤出机挤出造粒制备出高耐热abs，具体的，采用四釜串联平推流管式反应器和本体聚合方法，通过添加n-苯基马来酰亚胺作为改性单体制备了耐热丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物树脂，加入进料量3%的npmi使合成的abs树脂热变形温度和拉伸强度有所提高，但冲击强度显著下降，得到的样品的热变形温度提高到84.6℃；还研究了不同耐热剂对abs耐热性作用效果的差异，实验表明：n-苯基马来酰亚胺（npmi）耐热改性剂共聚物（npisa）对提高abs耐热性效率较高。当采用abs粉30份n-苯基马来酰亚胺（npmi）耐热改性剂共聚物（npisa）10～50份、san粉20～60份，能得到热变形温度在95℃～105℃之间的不同等级的耐热abs树脂材料；还公开了以n-苯基马来酰亚胺（npmi）、丙烯腈（an）、苯乙烯（sm）和二烯橡胶（br）为原料采用连续本体聚合技术合成了npmi-an-sm-br四元共聚物，随着npmi用量的增加，共聚物的维卡软化点和热变形温度显著提高熔体流动速率则有所下降（参见：耐热级abs树脂的研制；平推流管式连续反应器合成耐热abs树脂的研究；连续本体法耐热abs树脂的开发）。还有研究利用其他树脂进行改性，比如pc/abs合金等，存在两者相容性的问题，一些学者为了改善abs的耐热性，通常用增强剂玻纤、硅灰石、滑石粉等对abs进行耐热性改性，具有较好的效果，但是存在冲击强度下降的客观问题（参见：短切玻璃纤维增强abs树脂的研制）。
技术实现要素：
3.本发明公开了一种耐热塑料及其制备方法，具体为一种耐热改性abs及其制备方法，与常规耐热剂改变abs分子链以提高耐热性不同，本发明采用无机粒子填充改性，通过改变分子间作用力使得大分子链运动收到阻碍，结合无机粒子的形变小，从而提高树脂的热变形温度，进一步的，通过物理处理的方法，尽量减少树脂内应力集中区域，保持树脂冲击性能。
4.本发明采用如下技术方案：一种耐热塑料，包括abs树脂、高长径比无机材料、颗粒状无机材料；所述高长径比无机材料为无机纤维、无机晶须、无机针状材料中的一种或几种；颗粒状无机材料为片状无机材料、球状无机材料、棒状无机材料中的一种或几种。优选的，高长径比无机材料为玻璃
纤维、石英纤维、氧化铝晶须、硫酸镁晶须中的一种或几种；颗粒状无机材料为氧化铝、氮化硼、氧化硅、碳化硅中的一种或几种，优选为片状氮化硼。
5.本发明中，abs树脂为纯abs树脂或者含有助剂的abs树脂，但是不含有其他树脂，具体为现有技术，助剂为常规抗氧剂、润滑剂等，不影响本发明技术效果的实现；作为优选，由abs树脂、高长径比无机材料、颗粒状无机材料制备得到本发明的耐热塑料。本发明的创造性不在于abs树脂的选择，而是在abs树脂的基础上，以高长径比无机材料、颗粒状无机材料复配，提高了树脂的热变形温度，且保持力学性能尤其是冲击强度不下降。
6.本发明中，高长径比无机材料、颗粒状无机材料的质量和为abs树脂质量的5～15%，优选为8～12%，最优选为9～11，比如10%；无机粒子周围的区域要有一定的交迭，从而可以承担外力并向基体传递，这就与增强塑料中无机粒子含量有关系。
7.作为优选的，高长径比无机材料、颗粒状无机材料的质量比为1∶（0.2～0.5），进一步优选的，高长径比无机材料、颗粒状无机材料的质量比为1∶（0.3～0.4）。
8.对于abs的热变形温度偏低，现有研究人员想办法解决，无机材料增强被视为一种常规方法，现有技术采用晶须增强abs以提高阻燃性能，比如通过将磷酸酯类阻燃剂与无机阻燃剂硫酸镁晶须复配应用于pc/abs复合物中，起到了阻燃作用，并且提高了复合物加工的流动性以及拉伸、弯曲性能等；还有将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合，混合均匀后，加入回收abs树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂混合，混合均匀后得到第一混合物；将第一混合物干燥后，进行熔融挤出，后切粒、干燥后得到高性能的回收abs材料，具有抗冲击性能好的优点；还有将硫酸盐晶须用于pet/abs塑料合金，其耐低温性能及耐候性优异，同时材料成本较低；还有采用淀粉改性无机增强纤维制备abs汽车空调扇叶，具有良好的耐候性、力学性能和使用寿命。纵观现有技术，无机材料增强abs会降低其冲击强度已经成为共识，很多公开文献都有所报道或者不提冲击强度的性能结果，现有技术大都通过添加抗冲击改性剂或者韧性好的第二树脂比如pc树脂，来改善abs的冲击性能，还未见以abs为唯一树脂，通过无机材料的复配实现耐热以及抗冲击性能保持的报道。本发明首次结合高长径比无机材料、颗粒状无机材料改性abs，在提高热变形温度的时候，保持冲击强度不下降，克服了现有技术认为增强材料在提高热性能的同时使得abs冲击强度下降的技术偏见。
具体实施方式
9.本发明的原料为市售产品，具体挤出造粒、注射制样以及测试方法为常规技术，作为示例，abs为奇美实业pa757，片状氮化硼（d50）粒度为2～10μm；石英纤维粉原丝直径1～10μm，长度20～50μm；挤出造粒采用双螺杆挤出机，各区温度为195℃、200℃、210℃、210℃、220℃、225℃，模头温度220℃，转速250rpm；注塑机喷嘴温度225℃、压力40mpa。热变形温度以及缺口冲击强度的测试为常规方法，本发明根据gb/t 1043.1-2008进行，缺口0.25
±
0.05mm，室温，按照astm d648
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2007测试热变形温度，1.82mpa。石英纤维粉由成品石英纤维短切丝再经过、烘干、研磨、筛分等工序加工而成。
10.实施例一abs、石英纤维粉、片状氮化硼的质量比为100∶7.5∶2.5，单位公斤。
11.实施例二abs、石英纤维粉、片状氮化硼的质量比为100∶9∶3，单位公斤。
12.实施例三abs、石英纤维粉、片状氮化硼的质量比为100∶6∶2，单位公斤。
13.实施例四abs、石英纤维粉、片状氮化硼的质量比为100∶11.25∶3.75，单位公斤。
14.实施例五abs、石英纤维粉、片状氮化硼的质量比为100∶3∶9，单位公斤。
15.实施例六abs、石英纤维粉、片状氧化铝（（d50）粒度为3～5μm）的质量比为100∶7.5∶2.5，单位公斤。
16.对比例一abs、石英纤维粉的质量比为100∶12，单位公斤。
17.对比例二abs、片状氮化硼的质量比为100∶12，单位公斤。
18.原料干燥后混合，然后采用双螺杆挤出机挤出造粒，再根据测试要求注塑为样条，为现有操作方法，工艺示意如下：测试看出，abs纯料热变形温度为91℃、冲击强度为14.98kj/m2。实施例一热变形温度为108℃、冲击强度为16.59kj/m2；实施例二热变形温度为111℃、冲击强度为15.57kj/m2；实施例三热变形温度为103℃、冲击强度为15.16kj/m2；实施例四热变形温度为112℃、冲击强度为14.01kj/m2；实施例五热变形温度为104℃、冲击强度为13.29kj/m2；实施例六热变形温度为102℃、冲击强度为14.76kj/m2；对比例一热变形温度为105℃、冲击强度为12.08kj/m2；对比例二变形温度为97℃、冲击强度为12.68kj/m2。
19.本领域技术人员知晓热变形温度的测试过程是测试一定载荷下样件达到一定变形量时的温度。热变形温度是树脂产品应用过程中的重要参考参数，一般的，常规abs树脂的热变形温度在85～95℃左右，abs树脂的耐热性能是产品开发和研究的重要方向之一（参见：高耐热型abs树脂的制备），材料的热变形温度反应材料性能，是指导材料应用的重要技术指标，通常树脂的应用温度要求小于热变形温度，这也是热变形温度指标数值比较关注的原因。无机填料提高耐热性为一种简单的方法，不需要改变树脂加工工艺，但是常规共混改性会导致其他性能的变化，比如材料冲击强度的下降，现有技术采用氮化硼改性abs，明显提高导热性能与耐摩擦性能，但是nis出现明显下降，降低了接近40%；另有研究人员采用玻纤提高abs的热变形温度，但是出现冲击强度的下降，尤其是短玻纤使得冲击强度下降明显。早在上世纪90年代初就公开了玻纤增强abs，大多性能都得到改善，断裂伸长率以及冲击强度却下降，经过不断研发，研究者大都从树脂本身着手，比如增加有机抗冲击剂或者第二树脂，还有对abs进行接枝改性的研究，但是这些方法对于工业生产存在一定限制，有的改变常规abs造粒工艺，有的会导致粒子其他性能下降，有的会改变粒子加工性能。本发明从工业生产需求切入，重新考虑无机粒子共混改性，创造性的提出abs、石英纤维粉、片状氮化硼的组合，发现在明显提高材料热变形温度的同时，保持冲击强度不下降，而且材料导热性也有所提升，为耐热abs的工业生产提供切实有效的思路，根据不同产品需求，可以加入阻燃剂、润滑剂、抗氧剂等，并且本发明产品还可以作为母粒用于树脂的改性。