CN101121807A - 一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,由以下重量百分比原料组成:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)58.0-86.5%、耐热改性剂10-24%、紫外光吸收剂0.3-1.0%、硅酮母粒0.5-3%、气味抑制剂0.5-5%、阻燃剂2-8%、润滑剂0.1-1%、偶联剂0.1-1%。其制备方法为:按重量百分比称取原材料;将本体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、紫外光吸收剂、气味抑制剂、硅酮母粒、阻燃剂、加工助剂在高速混合器中干混3-5分钟;将混合的原材料置于双螺杆机器中经熔融挤出,造粒,在挤出过程中,耐热改性剂通过侧向精确喂料系统计量均匀加入,挤出拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。本发明的优点是:产品气味挥发性小,具有优越的阻燃性能,其成品适合汽车内饰件、冰箱和电子电器等行业领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物及其制备方法,尤其涉及一种用本体法生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂(ABS)的改性复合材料,具体涉及通过添加纳米级的阻燃剂和能有效抑制难闻气味的气味抑制剂,从而制备出一种适合汽车内饰件、冰箱和电子电器等多个领域的改性本体ABS材料,属于化工材料技术领域。
背景技术
苯乙烯丙烯腈类共聚物, 即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS(acrylnitrile-butadiene-strene copolymer),由于其优异的加工性能、良好的力学性能、耐化学药品性能,在汽车内饰件、冰箱和电子电器得到广泛应用。
然而由于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)在不同程度上会释放出一些难闻的气味,特别是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料制成的各种汽车内饰制件等材料制品已经渐渐受到众多消费者的质疑;而且ABS属于易燃材料(氧指数为18.3-20.0),并且在燃烧时会释放出大量易使人窒息的烟,随着人们环保意识不断地增强,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)在这些方面将受到更大的挑战,针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料也就提出了越来越高的要求,为了进一步拓展丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料在相关领域的应用,提高丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS的性价比,就要寻找到一个有效途径以制备出低气味、甚至无气味的,而且具有优异的阻燃性能的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)材料。
人们通过研究对比,发现本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)比传统上的乳液接枝掺合法,具有更好的性能,本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)由于其独特的制造工艺,从而具有高纯净性、低气味有机散发、低光泽等优点,生产出的树脂产品拥有天然的白色,质量十分稳定和一致,其注塑产品能够减少银纹的产生,提高产品的合格率,在汽车内饰件、冰箱和电子电器得到广泛的应用,适应了市场的需求。但在具体针对本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的阻燃和耐热方面还需要进一步的探索研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃性能好、气味挥发性小、耐热、耐候性能好的本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物及其制备方法。
为实现以上目的,本发明的技术方案是提供一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,由以下重量百分比原料组成:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 58.0-86.5%、
耐热改性剂 10-24%、
紫外光吸收剂 0.3-1.0%、
硅酮母粒 0.5-3%、
气味抑制剂 0.5-5%、
阻燃剂 2-8%、
润滑剂 0.1-1%、
偶联剂 0.1-1%。
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)特指用连续本体法聚合工艺生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,橡胶相重量含量为8-20%,选用DOW公司的ABS3453、3904;
所述的耐热改性剂选自α-甲基苯乙烯(α-MS)、间规聚苯乙烯(SPS)、N-苯基马来酰亚胺(PMI)和AS的共聚物、双马来酰亚胺(BMI)中的一种或其混合物,选用日本电化学公司的N-苯基马来酰亚胺(PMI)和AS的共聚物或无锡市衡辉化学有限公司生产的α-甲基苯乙烯(α-MS)或泰安精细化工有限公司生产的N,N’--4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺;其主要作用是增加高分子链段运动的空间位阻,提高材料的耐热性能;
所述的紫外线吸收剂选自苯并三唑类紫外线吸收剂(UV-P、UV-327、UV-326)二苯甲酮类紫外线吸收剂(如UV-9、UV-531)中的一种或其混合物,选用广州承诚化工有限公司生产的2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)基并三唑(TINUVIN 326)或南京米兰化工有限公司生产的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9),该产品能提高材料耐候性能,防止因紫外线的照射产生化学反应的变化,造成材料性能的下降。
所说的硅酮母粒选自超高分子量硅氧烷高分散母粒,其载体为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,选用美国道康宁公司生产的硅酮含量为50%的Si-ABS(MB50-313),该产品能改善材料的表面摩擦性能,基本保持不磨损,延长制品的使用寿命。
所说的气味抑制剂选自一种粉体粒径不小于200目钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐粉体,分子筛微孔孔径不小于10埃;粒径不小于200目,微孔孔径为20-30埃的细孔硅胶材料中的一种或其组合,选用国产二氧化硅多孔硅胶材料,通过细孔硅胶中孔径大小特定且分布均匀的微孔,可以有效降低ABS材料的气味,并且同时不对材料中同时添加的其他中等分子量添加剂起吸附作用;
所说的阻燃剂选自纳米级镁、铝的氧化物或氢氧化物、微米级镁、铝的氧化物及氢氧化物的一种或混合物;选用北京中超海奇科技有限公司生产的粒径小于100纳米的纳米氢氧化铝、氢氧化镁,微米氢氧化铝或氢氧化镁;微米级阻燃剂主要起协效阻燃剂的作用,能有效的达到阻燃和抑烟的目的,由于粒径小,其阻燃效果相对会更加突出;
所说的润滑剂选用印尼CMS生产的乙撑双硬脂酰胺P-130;
所说的偶联剂选用南京曙光化工集团有限公司生产的偶联剂KH-560,润滑剂和偶联剂在加工和成型方面能有效改善各组分分散性、减少有害摩擦。润滑剂包括某些脂肪酸、脂肪酸酰胺或这些化合物的混合物,作用是提高制品的防静电性,防止吸附灰尘;偶联剂包括钛酸酯和铝酸酯化合物,如KH-550、KH-560、A-189、101等,改善制品的加工性能。
一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物的制备方法,其特征在于,其步骤为:
(1)按重量百分比称取原材料;
(2)将本体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、紫外光吸收剂、气味抑制剂、硅酮母粒、阻燃剂、加工助剂在高速混合器中干混3-5分钟;
(3)将混合的原材料置于双螺杆机器中经熔融挤出,造粒,其挤出工艺为一区200~210℃,二区210~220℃,三区210~220℃,四区205~215℃,停留时间1-2分钟,压力为12-18Mpa;
(4)在挤出过程中,耐热改性剂通过侧向精确喂料系统计量均匀加入,挤出拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。
本发明以本体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为基料,加入阻燃剂及气味抑制剂为主组元,并添加加工助剂,经配比、混合、塑化、造粒而制成。
本发明的优点是:产品气味挥发性小,具有优越的阻燃性能,其成品适合汽车内饰件、冰箱和电子电器等行业领域。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本实施例所采用的原材料配方:
采用的本体法ABS原材料为DOW公司的ABS3453、3904;
耐热改性剂为日本电化学公司的N-苯基马来酰亚胺(PMI)和AS的共聚物;无锡市衡辉化学有限公司生产的α-甲基苯乙烯(α-MS);泰安精细化工有限公司生产的N,N’--4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺;
紫外光吸收剂为广州承诚化工有限公司生产的2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)基并三唑(TINUVIN 326);南京米兰化工有限公司生产的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9);
硅酮母粒为美国道康宁公司生产的硅酮含量为50%的Si-ABS(MB50-313);
气味抑制剂为国产二氧化硅多孔硅胶材料;
阻燃剂为北京中超海奇科技有限公司生产的粒径小于100纳米的纳米氢氧化铝、氢氧化镁,微米氢氧化铝、氢氧化镁;
加工助剂为印尼CMS生产的乙撑双硬脂酰胺P-130和南京曙光化工集团有限公司生产的偶联剂KH-560。
表1实施例配方
组份名 | 化学名称 | 本体ABS树脂 | 实施例1 | 实施例 | 实施例 |
本体ABS树脂 | 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物 | 97.3 | 60 | 70 | 78 |
耐热改性剂 | N-苯基马来酰亚胺和AS的共聚物 | 0 | 24 | ||
A-甲基苯乙烯 | 0 | 17 | |||
N,N’--4,4’-二苯甲烷双马来酰亚 | 0 | 10 | |||
紫外光吸收剂 | 2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)基并三唑 | 0 | 0.3 | ||
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮 | 0 | 0.3 | 0.3 | ||
硅酮母 | Si-ABS | 2 | 2 | 1 | 1 |
气味抑 | 二氧化硅多孔硅胶 | 0 | 5 | 4 | 4 |
阻燃剂 | 纳米氢氧化铝 | 0 | 3 | 3 | |
微米氢氧化铝 | 0 | 5 | |||
纳米氢氧化镁 | 0 | 3 | 3 | ||
微米氢氧化镁 | 0 | 4 | |||
润滑剂 | 乙撑双硬脂酰胺 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
偶联剂 | KH-560 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物的制备方法为:
(1).将本体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、紫外光吸收剂、气味抑制剂、硅酮母粒、阻燃剂、加工助剂在高速混合器中干混4分钟;
(2).将混合的原材料置于双螺杆机器中经熔融挤出,造粒,其挤出工艺为一区200~210℃,二区210~220℃,三区210~220℃,四区205~215℃,停留时间1-2分钟,压力为12-18Mpa;
(3).在挤出过程中,耐热改性剂通过侧向精确喂料系统计量均匀加入,挤出拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。
将实施例产品进行各种性能试验,性能测试标准见表2:
表2
性能参数 | 测试标准 | 单位 |
密度 | ISO 1183A | g/cm3 |
拉伸强度 | ISO527/2-93 | MPa |
断裂伸长率 | ISO527/2-93 | % |
弯曲强度 | ISO178-93 | MPa |
弯曲模量 | ISO178-93 | MPa |
缺口冲击强度 | ISO180-93 | KJ/m2 |
Vicat软化温度 | ISO 306/B | ℃ |
热变形温度 | ISO 75 | ℃ |
气味 | PV 3900 | Class |
耐刮擦 | 10N,刻针划痕法 | ΔL |
阻燃等级 | UL-94 |
表3为原本体ABS树脂与本发明的性能数据对比表
表3
性能参数 | 本体ABS树脂 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
密度 | 1.03 | 1.04 | 1.04 | 1.06 |
拉伸强度 | 48 | 53 | 52 | 50 |
断裂伸长率 | 30 | 24 | 22 | 20 |
弯曲强度 | 68 | 73 | 72 | 75 |
弯曲模量 | 2200 | 2600 | 2500 | 2800 |
缺口冲击强度 | 20 | 13 | 14 | 17 |
Vicat软化温度 | 98 | 115 | 108 | 108 |
热变形温度 | 80 | 94 | 91 | 86 |
气味 | 2-4 | 2-3 | 2-3 | 2-3 |
耐刮擦 | <1 | <1 | <1 | <1 |
阻燃等级 | HB | 1.6V-0 | 1.6V-0 | 1.6V-0 |
Claims (10)
1.一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,由以下重量百分比原料组成:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 58.0-86.5%、
耐热改性剂 10-24%、
紫外光吸收剂 0.3-1.0%、
硅酮母粒 0.5-3%、
气味抑制剂 0.5-5%、
阻燃剂 2-8%、
润滑剂 0.1-1%、
偶联剂 0.1-1%。
2.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)特指用连续本体法聚合工艺生产的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,橡胶相重量含量为8-20%,选用DOW公司的ABS3453、3904。
3.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所述的耐热改性剂选自α-甲基苯乙烯(α-MS)、间规聚苯乙烯(SPS)、N-苯基马来酰亚胺(PMI)和AS的共聚物、双马来酰亚胺(BMI)中的一种或其混合物,选用日本电化学公司的N-苯基马来酰亚胺(PMI)和AS的共聚物或无锡市衡辉化学有限公司生产的α-甲基苯乙烯(α-MS)或泰安精细化工有限公司生产的N,N’--4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所述的紫外线吸收剂选自苯并三唑类紫外线吸收剂(UV-P、UV-327、UV-326)二苯甲酮类紫外线吸收剂(如UV-9、UV-531)中的一种或其混合物,选用广州承诚化工有限公司生产的2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)基并三唑(TINUVIN 326)或南京米兰化工有限公司生产的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(UV-9)。
5.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所说的硅酮母粒选自超高分子量硅氧烷高分散母粒,其载体为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,选用美国道康宁公司生产的硅酮含量为50%的Si-ABS(MB50-313)。
6.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所说的气味抑制剂选自一种粉体粒径不小于200目钠型晶体结构的碱金属硅铝酸盐粉体,分子筛微孔孔径不小于10埃;粒径不小于200目,微孔孔径为20-30埃的细孔硅胶材料中的一种或其组合,选用国产二氧化硅多孔硅胶材料。
7.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所说的阻燃剂选自纳米级镁、铝的氧化物或氢氧化物、微米级镁、铝的氧化物及氢氧化物的一种或混合物;选用北京中超海奇科技有限公司生产的粒径小于100纳米的纳米氢氧化铝、氢氧化镁,微米氢氧化铝或氢氧化镁。
8.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所说的润滑剂选用印尼CMS生产的乙撑双硬脂酰胺P-130。
9.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物,其特征在于,所说的偶联剂选用南京曙光化工集团有限公司生产的偶联剂KH-560。
10.根据权利要求1所述的一种本体聚合丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的改性复合物的制备方法,其特征在于,其步骤为:
(1)按重量百分比称取原材料;
(2)将本体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、紫外光吸收剂、气味抑制剂、硅酮母粒、阻燃剂、加工助剂在高速混合器中干混3-5分钟;
(3)将混合的原材料置于双螺杆机器中经熔融挤出,造粒,其挤出工艺为一区200~210℃,二区210~220℃,三区210~220℃,四区205~215℃,停留时间1-2分钟,压力为12-18Mpa。
(4)在挤出过程中,耐热改性剂通过侧向精确喂料系统计量均匀加入,挤出拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。
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