CN103087456A - 一种耐热abs材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料改性技术领域，公开了一种耐热ABS材料及其制备方法。本发明公开的耐热ABS材料由包含以下重量份数的组分制成：500～900份ABS类树脂、100～400份聚苯醚类树脂、0～150份相容剂、0～250份增韧剂、1～10份润滑剂和3～10份抗氧剂。该耐热ABS材料的制备方法如下：将500～900份干燥的ABS类树脂、100～400份干燥的聚苯醚类树脂、0～150份相容剂、0～250份增韧剂、1～10份润滑剂和3～10份抗氧剂，加入高速混合机中混合均匀，混合时间5～20min；通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。本发明的耐热ABS具有很高的耐热性，力学性能优异，良好的加工性能和着色性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，涉及一种耐热ABS材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一种常见的通用树脂。ABS具有高韧性、易电镀着色、易加工，其综合性能良好，被广泛的应用于汽车、电子电器、军工、机械等行业。随着现代科技技术的发展，对ABS的需求量也在快速的增长，目前的ABS产量排在树脂产量的第五位。
普通级ABS的热变形温度在70～80℃，耐热性不好，不能在高温下长期使用，因而限制了其使用范围。目前ABS的耐热改性方法包括以下几种：1)在ABS结构中引入高刚性的单体，如α-甲基苯乙烯等，可以使热变形温度提高到100℃以上，但是降低了流动性和冲击强度，表面光泽度降低。2)使用耐热共聚物共混，如马来酸酐-苯乙烯共聚物、马来酰亚胺共聚物、N-苯基马来酰亚胺共聚物等，可以大幅度的提高耐热温度，并且调控共聚物的加入量可以获得不同级别的耐热产品，但在其达到一定的耐热等级后就很难再提高。3)合金化，一般常用聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯类聚合物，可以制备出高耐热、力学性能优异的ABS合金。
聚苯醚是五大工程塑料之一，单纯的聚苯醚由于其较差的流动性而难以加工、不具实用性。现在所使用的聚苯醚均是合金化产品，例如最常见的是聚苯醚/聚苯乙烯(PS)合金，是一个完全互溶体系。由于聚苯醚具有优良的物理力学性能、优异的耐高温和耐蠕变特性，因此与ABS合金化可以提高ABS的耐热性和蠕变性能。目前有关聚苯醚改性ABS方面的专利和文献还很少见于报道，也没有大规模的产业化，使用聚苯醚改性ABS无疑具有广阔的发展空间。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种耐热ABS材料，所获得ABS材料具有高耐热性和优异的力学性能，尺寸稳定性好，易于成型加工等特点。
本发明的另一个目的是提供一种上述ABS材料的制备方法，具有原料来源广、操作简便的特点。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种耐热ABS材料，该ABS材料由包含以下重量份数的组分制成：
ABS类树脂 500～900份，
聚苯醚类树脂 100～400份，
相容剂 0～150份，
增韧剂 0～250份，
润滑剂 1～10份，
抗氧剂 3～10份。
所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)中的一种或一种以上的物质。
所述的聚苯醚类树脂选自聚苯醚(PPE)、聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯改性聚苯醚(mPPO)中的一种或一种以上的物质。
所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-mah)、马来酸酐接枝聚苯乙烯(PS-g-mah)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS-g-mah)、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-mah)、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBE-g-gma)或马来酸酐-苯乙烯共聚物(SMA)中的一种或一种以上的物质。
所述的增韧剂选自高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、ABS高胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)中的一种或一种以上的物质；其中：ABS高胶粉是一种橡胶含量为55～75％的ABS粉料。
所述的润滑剂选自N，N’-乙撑双硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、氯化石蜡或甲基硅油中的一种或一种以上的物质。
所述的抗氧剂选自β-(3，5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯(抗氧剂1076)、三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)或3，9-双[1，1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷(抗氧剂AO80)中的一种或一种以上的物质。
本发明还提供了一种上述耐热ABS材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将500～900份干燥的ABS类树脂、100～400份干燥的聚苯醚类树脂、0～150份相容剂、0～250份增韧剂、1～10份润滑剂和3～10份抗氧剂，加入高速混合机中混合均匀，混合时间5～20min；通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所述的干燥的ABS类树脂是在90～120℃下烘干2～4h。
所述的干燥的聚苯醚类树脂是在100～140℃下烘干3～4h。
所述的双螺杆挤出机的长径比为20～60∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为210～280℃。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明所提供的耐热ABS材料，具有优越的耐热性，力学性能优异，易于着色、加工，并且成本较低，适合用于笔记本外壳、电器产品外壳和汽车内外饰等领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 880份，
PPE(蓝星，LXR 040) 100份，
相容剂SEBS-g-mah(能之光，5601) 20份，
抗氧剂AO80 5份，
润滑剂EBS 1份。
(1)将ABS在100℃下烘干3h，PPE在130℃下烘干3h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS和PPE与相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合5min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比40∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在220～250℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
实施例2
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 700份，
mPPO(沙伯基础，SE1X-701，HIPS改性) 230份，
增韧剂SBS(巴陵石化，YH-805) 70份，
抗氧剂168 3份，
润滑剂EBS 3份。
(1)将选用的ABS在90℃下烘干4h，将选用的mPPO在140℃下烘干2h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS和mPPO与增韧剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比60∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在240～280℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
实施例3
按下列重量份称取各组分原料：
AS(LG永兴，80HF，维卡软化点105℃) 550份，
mPPO(沙伯基础，SE1X-701，HIPS改性) 130份，
增韧剂ABS高胶粉(锦湖，181H)250份，ABS高胶粉是一种橡胶含量为55～75％的ABS粉料。
相容剂ABS-g-mah(上海杰事杰新材料股份有限公司) 50份，
相容剂SMA(SSD5-218) 20份，
抗氧剂1076 3份，
抗氧剂168 7份，
润滑剂(硬脂酸钙) 5份；
(1)将选用的AS在120℃下烘干2h，将选用的mPPO在100℃下烘干4h；
(2)将步骤(1)烘干的AS和mPPO与增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合20min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比20∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在230～260℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
实施例4
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 500份，
PPE(蓝星，LXR 040) 300份，
相容剂PS-g-mah(上海杰事杰新材料股份有限公司) 100份，
相容剂SBS-g-mah(上海杰事杰新材料股份有限公司) 50份，
增韧剂HIPS 50份，
抗氧剂1076 2份，
抗氧剂168 3份，
润滑剂(硬脂酸钙) 10份；
(1)将选用的ABS在100℃下烘干3h，将选用的PPE在130℃下烘干4h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS和PPE与增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比44∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在240～280℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
实施例5
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 500份，
mPPO(沙伯基础，SE1X-701，HIPS改性) 400份，
增韧剂SEBS(巴陵石化，YH-602) 100份，
抗氧剂1076 2份，
抗氧剂168 4份，
润滑剂硬脂酸钙 5份；
(1)将选用的ABS在100℃下烘干3h，将选用的PPE在130℃下烘干4h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS和mPPO与增韧剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比44∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在240～280℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
实施例6
按下列重量份称取各组分原料：
ASA(奇美，PW957) 650份，
PPE(蓝星，LXR 040) 250份，
相容剂SEBS-g-gma(上海杰事杰新材料股份有限公司) 100份，
抗氧剂1076 2份，
抗氧剂168 4份，
润滑剂氯化石蜡 5份；
(1)将选用的ABS在100℃下烘干3h，将选用的PPE在130℃下烘干4h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS和PPE与相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比44∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，各段温度设定在240～280℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
比较例1
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 850份，
耐热剂苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物(电气化学) 150份，
抗氧剂1076 1份，
抗氧剂168 3份，
润滑剂EBS 3份；
(1)将选用的ABS在100℃下烘干3h；
(2)将步骤(1)烘干的ABS与增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比44∶1，各段温度设定在210～250℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
比较例2
按下列重量份称取各组分原料：
ABS(镇江奇美，PA757，维卡软化点95℃) 620份，
耐热剂苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物(电气化学) 280份，
增韧剂ABS高胶粉(锦湖，181H) 100份，
抗氧剂1076 1份，
抗氧剂168 3份，
润滑剂EBS 3份；
(1)将选用的ABS在100℃下烘干3h；
(2)将步骤(1)中烘干的ABS与增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中混合10min；
(3)将步骤(2)中混合均匀的物料通过精密计量的送料装置送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。其中双螺杆挤出机长径比44∶1，各段温度设定在210～250℃。所制得的耐热ABS性能如表1所示。
表1
备注：测试标准为ASTM。
根据表1数据可以看出，在获得性能相似的耐热产品时本发明方法中聚苯醚的用量更少；投料相似的实施例4和比较例2相比，两者在耐热性能和力学性能上差别明显，实施例4的维卡软化点要高10℃左右，而力学性能更好。因此使用聚苯醚改性ABS材料要明显优于普通耐热剂改性ABS材料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐热ABS材料，其特征在于：该ABS材料由包含以下重量份数的组分制成：
ABS类树脂 500～900份，
聚苯醚类树脂 100～400份，
相容剂 0～150份，
增韧剂 0～250份，
润滑剂 1～10份，
抗氧剂 3～10份。
2.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物中的一种或一种以上的物质。
3.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的聚苯醚类树脂选自聚苯醚、聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯改性聚苯醚中的一种或一种以上的物质。
4.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物或马来酸酐-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上的物质。
5.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的增韧剂选自高抗冲聚苯乙烯、ABS高胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上的物质；其中：ABS高胶粉是一种橡胶含量为55～75％的ABS粉料。
6.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的润滑剂选自N，N’-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、氯化石蜡或甲基硅油中的一种或一种以上的物质。
7.根据权利要求1所述的耐热ABS材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自β-(3，5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯、三-(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯或3，9-双[1，1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷中的一种或一种以上的物质。
8.权利要求1至7任一所述的耐热ABS材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将500～900份干燥的ABS类树脂、100～400份干燥的聚苯醚类树脂、0～150份相容剂、0～250份增韧剂、1～10份润滑剂和3～10份抗氧剂，加入高速混合机中混合均匀，混合时间5～20min；通过精密计量的送料装置，将混合均匀的物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
9.根据权利要求8所述的耐热ABS材料的制备方法，其特征在于：所述的干燥的ABS类树脂是在90～120℃下烘干2～4h；所述的干燥的聚苯醚类树脂是在100～140℃下烘干3～4h。
10.根据权利要求8所述的耐热ABS材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的长径比为20～60∶1，带有精确的温度控制和真空排气设备的双螺杆挤出机，螺杆各区的温度设置为210～280℃。
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