CN101215403B - 一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其组成按重量配比(％)为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)：47-83.5％，丙烯腈-苯乙烯(SAN)：8-20％，主抗静电剂2-10％，光泽改善剂：3-15％，热稳定剂2-7％，辅助抗静电剂0.2-2％，加工润滑剂0.3-2％。该方法包括：按重量比称取原料；将ABS、SAN和分散油在中速混合器中预混2-10分钟，然后再加入热稳定剂、光泽改善剂、润滑剂等，混合5-15分钟；将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。本发明的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料具有低表面电阻、表面光泽好以及综合性能优良等特点。

Description

一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂物理性能均衡、表面光泽优异，加工性好，但是由于其分子结构决定其为电的不良导体，在使用过程中容易积累静电荷，这会严重影响ABS产品在包装、印刷等领域的应用。针对ABS树脂的这个缺陷，国内外研究非常活跃，但至今仍没有突破性的开发成果问世
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法。使得其能够克服ABS树脂表面电阻高(＞1013Ω)、易积累静电荷的产品缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其组成按重量配比(％)为：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS  47-83.5％；
丙烯腈-苯乙烯SAN         8-20％；
主抗静电剂               2-10％；
光泽改善剂               3-15％；
热稳定剂                 2-7％；
辅助抗静电剂             0.2-2％；
加工润滑剂               0.3-2％。
其中，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS相对密度为1.0-1.1g/cm3，丙烯腈含量约为20-30％，丁二烯含量约为20-30％，苯乙烯含量约为40-60％。
其中，所述主抗静电剂为阳离子型脂肪族磺酸盐类物质。
其中，所述的热稳定剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4羟基-5-甲基苯基)丙稀腈、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯的一种。
其中，所述的光泽改善剂为α甲基-苯乙烯类物质。
其中，所述的辅助抗静电剂为一类无机物，如纳米硫酸钡或纳米碳酸钙。
其中，所述加工润滑剂为硅氧烷类物质。
一种根据权利要求1所述抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料的制备方法，包括以下步骤：
a：按权利要求1的重量配比分别称取原料；
b：将ABS、SAN和分散油在中速混合器中预混2-10分钟，然后再加入热稳定剂、光泽改善剂、润滑剂等，混合5-15分钟；
c：将混合的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，其工艺为：双螺杆一区温度80-100℃，二区温度170-180℃，三区温度180-190℃，四区温度190-200℃；在料筒中停留时间2-3分钟，熔体压力为15-25MPa。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1：通过在ABS树脂中添加了抗静电助剂体系以后后，整体复合材料的表面电阻急剧下降，并且在保留了ABS树脂高光泽、加工性好以及物理性能优良等优异特点的前提下，其表面电阻大幅下降，这样其表面积蓄的静电荷得以很快被导出，符合环保要求，应用前景广阔。
2：本发明所采用的助剂，如ABS树脂、抗静电剂、热热稳定剂等组分，均为价格低廉的市售产品，材料的生产成本较低；本发明所提出的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料的制备工艺简单、成本低。
3：本发明在ABS材料中添加了抗静电体系后，使材料表面电阻明显降低，尤其当主抗静电剂的添加量为6％、辅助抗静电剂添加2％时，光泽改善剂添加量为3％时，材料的表面电阻＜106，而且物理性能的表面光泽基本没发生变化，流动性更加优异，更易于注塑一些复杂结构的制件。
具体实施方式
本发明使用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)相对密度为1.0-1.1g/cm3，丙烯腈含量约为20-30％，丁二烯含量约为20-30％，苯乙烯含量约为40-60％；主抗静电剂为阳离子型脂肪族磺酸盐类物质；辅助抗静电剂为一类无机物，如纳米硫酸钡或纳米碳酸钙；光泽改善剂为α甲基-苯乙烯类物质；热稳定剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4羟基-5-甲基苯基)丙稀腈、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯的一种。
在实施例的复合材料配方中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)相对密度为1.0-1.1g/cm3，丙烯腈含量约为20-30％，丁二烯含量约为20-30％，苯乙烯含量约为40-60％，为德国Basf公司生产，商品牌号为GP22；主抗静电剂为阳离子型脂肪族磺酸盐类物质，为瑞士Ciba公司生产，商品牌号为ATMER 190；热稳定剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4羟基-5-甲基苯基)丙稀腈，为台湾双键公司生产，商品牌号为1010；辅助抗静电剂为纳米硫酸钡，为广州天泰化轻有限公司生产；光泽改善剂为α甲基-苯乙烯类物质，为无锡恒辉有限公司生产，商品牌号为P-100；加工润滑剂为硅氧烷类物质，为美国DOW CORNING生产，商品牌号为MB-50。
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述：
实施例1：
将重量比为ABS---47.5％、丙烯腈-苯乙烯(SAN)---19％、主抗静电剂(ATMER190)---9％、光泽改善剂(P-100)---14％、纳米硫酸钡---7％、热稳定剂(1010)---1.8％、加工润滑剂(MB-50)---1.5％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区80℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
实施例2：
将重量比为ABS---54.4％、SAN---16％、ATMER19---8％、P-100---13％、纳米硫酸钡---5％、1010---1.6％、MB-50---2％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区100℃，二区170℃，三区185℃，四区190℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
实施例3：
将重量比为ABS---78.5％、SAN---10％、ATMER190---6％、P-100---3％、纳米硫酸钡---2％、1010---0.2％、MB-50---0.3％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区90℃，二区175℃，三区180℃，四区195℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
实施例4：
将重量比为ABS---69.2％、SAN---13％、ATMER190---5％、P-100---6％、纳米硫酸钡---6％、1010---0.3％、MB-50---0.5％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区85℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
实施例5：
将重量比为ABS---83.5％、SAN---8％、ATMER190---2％、P-100---3％、纳米硫酸钡---2％、1010---0.2％、MB-50---0.3％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区95℃，二区170℃，三区180℃，四区195℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
对比例1：
将重量比为ABS---86.5％、SAN---10％、P-100---3％、1010---0.2％、MB-50---0.3％干混4分钟，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区100℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
对比例2：
将重量比为ABS---80.5％、SAN---10％、ATMER190---6％、P-100---3％、1010---0.2％、MB-50---0.3％干混4分钟，之后，之后，再加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒制成复合材料。其中螺杆各加温区设置分别为：一区100℃，二区180℃，三区190℃，四区200℃，停留时间为1.5分钟，压力为16Mpa。
性能评价方式及实行标准：
将按上述方法完成造粒的粒子材料预先在80℃的鼓风烘箱中干燥3-6小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样，注射成型模温控制在80℃左右。
拉伸强度测试按ISO527-2进行，试样尺寸为150×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试按ISO 178进行，试样尺寸为80×10×4，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；简支梁冲击强度按ISO 179进行，试样尺寸为55×6×4mm，缺口尺寸为试样厚度的三分之一；热变形温度测试按ISO 75-2进行测试，试样尺寸为150×15×10mm，最大变形量为0.32mm；材料表面电阻值由表面电阻仪测得。
综合力学性能通过测试所得的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量以及冲击强度的数值进行评判；
实施例1-5配方及力学性能测试结果见表1：
表1
Figure GSB00000249990500051
Figure GSB00000249990500061
对比例1～2配方及材料性能见表2：
表2
Figure GSB00000249990500062
通过表1实施例1-5同对比例的各项性能分析可知，抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料的综合力学性能较好，抗静电性能优异，而且对比单纯ABS材料，其机械性能及表面光泽下降幅度较小。并且从表1实施例1-5的各项性能数据来看，在添加了主抗静电剂进入ABS树脂体系中以后，整体复合材料的表面电阻得到了大幅度下降(约为108)。而且辅助抗静电剂的加入也使得了整体复合材料的表面电阻进一步下降(约为106)，所形成的抗静电ABS产品，使得整体材料具备极佳的抗静电特性。但抗静电剂添加量过多会影响材料的综合物理力学性能，导致材料的冲击性能下降明显，表面光泽变差，而且加工难度成倍增加，从而使得低成本大批量工业化生产几乎不可能。主抗静电剂添加量为6％，辅助抗静电剂含量为2％，光泽改善剂为3％时材料的综合力学性能、抗静电性能以及加工性均较好，经过以上改性处理的复合材料综合性能优异。
本发明的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物材料，其具有制备工艺简单、成本适中、各项物理化学性能优异、抗静电性能优异(表面电阻约为106左右)等特点，可用于在包装、印刷等领域。
以上对本发明所提供的一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，其组成按重量配比(％)为：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物    47-83.5％；
丙烯腈-苯乙烯聚合物           8-20％；
主抗静电剂                    2-10％；
光泽改善剂                    3-15％；
热稳定剂                      2-7％；
辅助抗静电剂                  0.2-2％；
加工润滑剂                    0.3-2％；
其中，所述主抗静电剂为ATMER 190；所述辅助抗静电剂为纳米硫酸钡。
2.根据权利要求1所述的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物相对密度为1.0-1.1g/cm3，丙烯腈含量为20-30％，丁二烯含量为20-30％，苯乙烯含量为40-60％。
3.根据权利要求1所述的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述的热稳定剂为三甘醇双-3-(3-叔丁基-4羟基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯的一种。
4.根据权利要求1所述的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述的光泽改善剂为α-甲基-苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的抗静电级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于，所述加工润滑剂为硅氧烷。
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Assignee: Shenzhen Yataixing Industry Ltd.

Assignor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd.

Contract record no.: 2012440020308

Denomination of invention: Antistatic-level acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer material and preparation method thereof

Granted publication date: 20101222

License type: Exclusive License

Record date: 20121121

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Denomination of invention: Antistatic-level acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer material and preparation method thereof

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Granted publication date: 20101222

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Pledgor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd.

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Assignee: Shenzhen Yataixing Industry Ltd.

Assignor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd.

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Pledgee: Bank of Shizuishan Limited by Share Ltd Yinchuan branch

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Registration number: 2016990001133

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