青海中空玻璃微珠,是由无机材料构成的,按化学成份含有二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。其粒径十到几百微米,壁厚几个微米,为内部充斥二氧化碳等气体的封闭微型球体。并且具有质轻、低导热、无毒、不燃,化学稳定性好、高分散等优点。hips树脂是由聚苯乙烯加丁二烯改性而成,是便宜的工程塑料之一,易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度较ps高并且有较高刚性、有优良的介电绝缘性、光泽较好、易于涂装、低吸水。中空玻璃微珠作为一种新型的无机刚性粒子,在聚合物中特别是在工业界已经得到了广泛的应用。但关于中空玻璃微珠填充聚合物的各种研究还很不完善,大部分都集中在热固性树脂领域。本发明提供了一种中空玻璃微珠填充改性hips材料及其制备方法,将中空玻璃微珠填充到hips材料里,使得制备的改性hips材料在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、流动性指数等方面比较优异。本发明的技术方案是—种中空玻璃微珠填充改性hips材料,按重量百分比,由以下组分组成
hips 树脂50-80%
相容剂3-5%
增韧剂5-10%
偶联剂3-5%
补强剂1-3%
中空破璃微珠5-30%
塑料加工助剂1-3%。上述所述的中空玻璃微珠填充改性hips材料的制备方法,包括以下步骤步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分,并对称取的各个组分进行干燥处理;
步骤二、将干燥处理后的hips树脂、相容剂和偶联剂置于高速混合机或搅拌机中预先混合3-5min,再加入中空玻璃微珠、补强剂、增韧剂、塑料加工助剂继续混合 10-20min ;步骤三、将步骤二混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中经过熔融反应,挤出造粒;双螺杆挤出机的工艺条件为螺杆长径比35,前段温度200-240°c、中段温度 190-230°c、后段温度 180-220°c、机头温度 200-230°c ;螺杆转速:350-400r/min。本发明选取hips树脂为基体树脂,中空玻璃微珠为填料,采用合适种类和配比的助剂,在恰当的工艺条件下加工,使得制备的中空玻璃微珠填充改性hips材料在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、流动性指数等方面都比较优异,可广泛运用于仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。下面对本发明的具体实施例做一详细的阐述。其中,在下述各个实施例中,hips树脂采用镇江奇美实业产的hips 888g;中空玻璃微珠采用美国3m公司产的碱石灰硼硅酸盐玻璃微珠牌号s32 ;增韧剂采用岳阳巴陵石化产的sbs 792 ;偶联剂为道康宁公司产的硅烷类偶联剂kh570 ;补强剂采用德国德固赛产超细二氧化硅a380 ;塑料加工助剂包括抗氧剂和润滑剂,抗氧剂由酚类抗氧化剂(比如 ciba精化的irganox 1098)和磷酸酯类抗氧化剂(比如ciba精化的irganox 168)按重量 1 1配比而成,所述润滑剂采用已撑双硬酸脂酰胺,比如国产ebs;相容剂为自制的ps接枝马来酸酐(ps-g-mah),其制备方法如下按重量百分比含量称取gpps 91 %、一接枝单体3 %、第二接枝单体3 %、引发剂 0. 1%、抗氧剂0.4%、润滑剂0.5%、白矿油2% ;其中,一接枝单体为纯度为化学纯的马来酸酐,第二接枝单体为纯度为工业纯的苯乙烯;将引发剂溶于白矿油中,搅拌均勻形成一混合液;再将gpps、一接枝单体、第二接枝单体、抗氧剂、润滑剂和一混合液加入到高混机中,混合均勻成第二混合液;将第二混合液加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融、挤出、造粒,得到自制的ps 接枝马来酸酐;其中,双螺杆挤出机的工业条件为熔融段147-153°c,反应段170-185°c, 脱气段 177-183°c,机头 147-153°c。其中,上述gpps可以选用美国dow化学公司生产的666h;马来酸酐可以选用天津中和化工厂产;苯乙烯可以选用美国dow化学公司产;引发剂可以选用阿克苏诺贝尔产, 纯度为分析纯;抗氧剂可以选用瑞士汽巴精化产的1010或168 ;润滑剂可以选用韩国产的 ebs 120 ;白矿油可以选用抚顺盛威石化产的白矿油32#。实施例1该实施例的中空玻璃微珠填充改性hips材料,按重量百分比,由以下组分组成hips树脂80%冲空玻璃微珠5% ;相容剂4% ;增韧剂5% ;偶联剂3. 5% ;补强剂;塑料加工助剂1.5%。其制备方法如下步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分,并对称取的各个组分进行干燥处理;具体可以采用干燥机进行干燥处理;
步骤二、将干燥后的hips树脂、相容剂和偶联剂置于高速混合机或搅拌机中预先混合3min,再加入中空玻璃微珠、补强剂、增韧剂、塑料加工助剂继续混合iomin ;步骤三、将步骤二混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中经过熔融反应,挤出造粒;双螺杆挤出机的工艺条件为螺杆长径比为35,前段温度200°c、中段温度190°c、后段温度180°c、机头温度200°c ;螺杆转速:350r/min。实施例2该实施例的中空玻璃微珠填充改性hips材料,按重量百分比,由以下组分组成hips树脂60% ;中空玻璃微珠20% ;相容剂3% ;增韧剂10% ;偶联剂3% ;补强剂3% ;塑料加工助剂1%。其制备方法如下步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分,并对称取的各个组分进行干燥处理;具体可以采用干燥机进行干燥处理;步骤二、将干燥后的hips树脂、相容剂和偶联剂置于高速混合机或搅拌机中预先混合5min,再加入中空玻璃微珠、补强剂、增韧剂、塑料加工助剂继续混合20min ;步骤三、将步骤二混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中经过熔融反应,挤出造粒;双螺杆挤出机的工艺条件为螺杆长径比为35,前段温度240°c、中段温度230°c、后段温度220°c、机头温度230°c ;螺杆转速400r/min。实施例3该实施例的中空玻璃微珠填充改性hips材料,按重量百分比,由以下组分组成hips树脂50% ;中空玻璃微珠30% ;相容剂3% ;增韧剂8% ;偶联剂3% ;补强剂 3% ;塑料加工助剂3%。其制备方法如下步骤一、按上述所述的重量百分比称取各个组分,并对称取的各个组分进行干燥处理;具体可以采用干燥机进行干燥处理;步骤二、将干燥后的hips树脂、相容剂和偶联剂置于高速混合机或搅拌机中预先混合5min,再加入中空玻璃微珠、补强剂、增韧剂、塑料加工助剂继续混合15min ;步骤三、将步骤二混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中经过熔融反应,挤出造粒;双螺杆挤出机的工艺条件为螺杆长径比为35,前段温度220°c、中段温度200°c、后段温度210°c、机头温度225°c ;螺杆转速370r/min。性能测试及评价上述实施例1-3制备的粒子物料按astm标准注塑成型成各种标准力学性能测试样条,按美国ul标准注塑成标准燃烧试样条,测试方法如表1所示
要求
1.一种中空玻璃微珠填充改性hips材料,其特征在于按重量百分比,由以下组分组成hips 树脂50-80%相容剂3-5%增韧剂5-10%偶联剂3-5%补强剂1-3%中空破璃微珠5-30%塑料加工助剂1-3%。
2.根据权利要求1所述的中空玻璃微珠填充改性hips材料,其特征在于所述相容剂为自制的ps接枝马来酸酐,其制备方法如下按重量百分比含量称取gpps 91 %、一接枝单体3%、第二接枝单体3 %、引发剂 0. 1%、抗氧剂0.4%、润滑剂0.5%、白矿油2% ;其中,一接枝单体为纯度为化学纯的马来酸酐,第二接枝单体为纯度为工业纯的苯乙烯;将引发剂溶于白矿油中,搅拌均勻形成一混合液;再将gpps、一接枝单体、第二接枝单体、抗氧剂、润滑剂和一混合液加入到高混机中,混合均勻形成第二混合液;将第二混合液加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融、挤出、造粒,得到自制的ps接枝马来酸酐;其中,双螺杆挤出机的工艺条件为熔融段147-153 ,反应段170-185 ,脱气段 177-183°c,机头 147-153°c。
3.根据权利要求1所述的中空玻璃微珠填充改性hips材料,其特征在于所述塑料加工助剂包括抗氧剂和润滑剂。
4.根据权利要求3所述的中空玻璃微珠填充改性hips材料,其特征在于所述抗氧剂由酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂按重量1 1配比而成;所述润滑剂为已撑双硬酸脂酰胺。
5.一种如权利要求1至4任一权利要求所述的中空玻璃微珠填充改性hips材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤步骤一、按权利要求1所述的重量百分比称取各个组分,并对称取的各个组分进行干燥处理;步骤二、将干燥处理后的hips树脂、相容剂和偶联剂置于高速混合机或搅拌机中预先混合3-5min,再加入中空玻璃微珠、补强剂、增韧剂、塑料加工助剂继续混合10-20min ;步骤三、将步骤二混合后的物料加入双螺杆挤出机的料斗中经过熔融反应,挤出造粒; 双螺杆挤出机的工艺条件为螺杆长径比35,前段温度200-m0°c、中段温度190-230°c、后段温度 180-220°c、机头温度 200-230°c ;螺杆转速;350-400r/min。
青海中空玻璃微珠选取hips树脂为基体树脂,中空玻璃微珠为填料,采用合适种类和配比的助剂,在恰当的工艺条件下加工,使得制备的中空玻璃微珠填充改性hips材料在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、流动性指数等方面都比较优异,可广泛运用于仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。
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