[发明专利]一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性塑料领域，尤其是涉及一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料及其制备方法。

背景技术

丙烯腈-苯乙烯树脂即AS树脂，是以苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)两种单体为原料共聚合制得的一种热塑性塑料，AS树脂具有优良的性能，有极好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好，是一种重要的工程塑料。

玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀、隔热、成型收缩率小等优点，利用玻纤增强可以使塑料的拉伸性能大幅度提高。在AS树脂中加入玻璃纤维可增强AS树脂的强度和抗热变形能力，还可减小AS树脂的热膨胀系数。

玻璃纤维增强AS因其具有良好的加工性能、尺寸稳定性和拉伸强度在家用电器领域具有良好的应用价值，如用于制作空调中的轴流、贯流和离心风扇叶等，玻纤增强AS树脂制件的性能直接影响到空调器的质量，与大家的日常生活息息相关。

家用电器领域对玻纤增强AS树脂的性能要求一般为：拉伸强度>100MPa，弯曲模量>6500MPa，热变形温度>100℃，玻纤重量含量19-22％，缺口冲击强度>6.0kJ/m²。

玻璃纤维增强AS树脂的力学性能很大程度上取决于AS树脂和玻璃纤维的黏结强度，由于树脂和玻纤的界面粘接较差，不能充分发挥玻纤的增强作用，所形成的复合材料强度、韧性、耐热性等性能较差。

并且，由于AS材料为电的不良导体，在加工和使用过程中容易积累静电荷，当静电电荷积累到一定程度，静电会造成材料吸附灰尘，以及造成材料破坏，还可能产生静电火花放电，引起化工产品库等爆炸起火，造成重大人身事故。

另外，对于材料还应该有抗菌方面的要求。随着人们生活水平的提交，产品人性化、健康化将是竞争的焦点之一。

目前，中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准。抗菌标准为：抗细菌率符合I≥99％的抗菌塑料可以作为强抗菌塑料，抗细菌率符合I≥90％的抗菌塑料可以作为有抗菌作用塑料。目前对抗菌材料的报道集中在聚丙烯材料，如专利CN 1017255771A采用添加载银离子抗菌剂来达到抗菌作用。

Klumperman等(W091/15543)曾以苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、ABS、AS和玻纤为原料，共混制的ABS复合物。该复合物提高了维卡软化温度，但弯曲模量太低，只有5000MPa；并且由于加入了大量的ABS和SMA，制造成本上升。中国专利CN1362443A和CN1352212A中，采用了甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、AS、SMA、ABS和玻纤作为原料，共混制的AS复合物，但其增加了玻纤浸渍处理步骤，工艺复杂和成本进一步提升。另外，中国专利CN201110138482以AS、玻纤、偶联剂为原料，通过调节螺杆组合，制备出了密度较为均匀的增强AS复合材料，但其制备的复合材料拉伸强度在100-110MPa，冲击强度在5.5-6.5kJ/m²，性能也较低。

综上，由于玻纤增强树脂复合材料具有广阔的应用前景，因此亟待开发出一种力学性能优异、抗菌、抗静电制备工艺简单、成本较低的玻纤增强AS复合材料。

发明内容

本发明提供一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料及其制备方法，具有性能优异、成本低廉、制备工艺简单等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能抗静电抗菌玻纤增强AS复合材料，其特征在于，包括按重量百分比计的以下组分：

所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯又称为PMMA；由玻璃纤维和合成树脂AS所构成的复合体中，玻纤与AS树脂这两种材料的材质差异较大，彼此混合后存在着相容的问题，本发明利用聚甲基丙烯酸甲酯具有高极性的特点，通过PMMA改变玻璃纤维和AS树脂之间的界面状态，提高二者界面之间粘结力，从而提高玻纤增强AS复合材料的性能。

所述偶联剂为硅烷偶联剂；硅烷偶联剂具有既能与玻璃纤维表面的某些基团反应，又能与AS树脂反应的特点，在玻璃纤维与AS树脂基体之间形成一个界面层，偶联剂在玻璃纤维与AS树脂之间形成了稳定的界面层结构，使分散相和连续相均匀，即实现二者的相容化；该界面层结构具有传递应力的能力，增强了玻璃纤维与AS树脂之间粘合强度，也提高了玻纤增强AS复合材料的力学性能。

进一步的，所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短切玻璃纤维中的至少一种。