CN101445638B - Pmma/abs改性树脂及其颗粒形成方法 - Google Patents

Pmma/abs改性树脂及其颗粒形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种PMMA/ABS改性树脂，其包括按重量份计的下列成份：聚甲基丙烯酸甲酯30-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂10-20份，相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂。本发明还涉及一种PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法。该PMMA/ABS改性树脂含有聚甲基丙烯酸甲酯，能够提供优异的耐候性、较高的表面硬度、高光泽高亮等性能，并可改善PMMA/ABS改性树脂的耐刮擦性能，能够使PMMA/ABS改性树脂的表面非常光亮。

Description

PMMA/ABS改性树脂及其颗粒形成方法
技术领域
本发明涉及热塑性树脂材料领域，尤其涉及一种PMMA/ABS改性树脂及其颗粒形成方法。
背景技术
目前，随着人类生活水平的不断提高，各类电子电器产品及其配件越来越多，很多电子电器产品的外壳都是采用热塑性树脂材料制成，例如电视机壳体、底座以及显示器的外框等，都是采用塑料制品。
随着塑料产品应用日益增多，对塑料的性能需要也越来越高，越来越多功能化。例如，塑料表面通常要通过喷涂底漆使材料表面获得材料本身没有而又希望具有的性能，如耐蚀、耐磨、装饰性能等，赋予材料一种全新的表面。但随之也会带来一些问题，如增加成本；增加单位制件的生产时间，生产效率降低；产品生产工艺环节复杂，不良率增大；底漆溶剂挥发污染环境；无法达到一些特殊设计效果(如皮纹设计)等。而伴随着技术的不断进步，特别是出于安全、环保方面的考虑，使得免喷涂材料也日益成为另一个重要市场方向。如果开发一种表面耐刮擦、免喷涂的材料，那么注塑制品无需喷涂，不仅提高了生产效率，节约了劳动力并降低了生产成本，而且减少了溶剂挥发，因而更加环保。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种表面硬度高、高光高亮以及耐刮擦的PMMA/ABS改性树脂。
以及提供上述PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法。
一种PMMA/ABS改性树脂，其包括按重量份计的下列成份：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂10-20份，所述相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂。
以及，一种PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法，其包括以下步骤：
将聚甲基丙烯酸甲酯、ABS接枝粉料、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂以及相容剂混合，其中各成份按重量份数混合配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂10-20份，所述相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂；
将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒；
冷却干燥后切粒，即获得PMMA/ABS改性树脂颗粒。
与现有技术相比，所述PMMA/ABS改性树脂及其颗粒形成方法通过混合聚甲基丙烯酸甲酯，使PMMA/ABS改性树脂具有优异的耐候性、较高的表面硬度、高光泽高亮等性能，并可改善PMMA/ABS改性树脂的耐刮擦性能，使PMMA/ABS改性树脂具有较好的抗刮擦性和极佳的外观，能使PMMA/ABS改性树脂的表面非常光亮。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的PMMA/ABS改性树脂包括按重量份计的下列成份：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂5-20份。其中，相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂，常称为MABS树脂(Methyl Methacrylate-Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)，俗称透明ABS树脂，其加工流动性MI(220℃，10KG)15-40g/10min；它既可做为ABS与聚甲基丙烯酸甲酯的相容剂，又具有较好的流动性，可显著提高共混物的流动性。
其中，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优良的光学特性及耐气候变化特性，表面硬度高，白光的穿透性高达92％，含有PMMA的制品具有很低的双折射，因而PMMA能提高制品的光亮度。PMMA还具有室温蠕变特性，PMMA还具有较好的抗冲击特性。
ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯所组成的三元共聚物。它具有苯乙烯热塑性塑料的机械加工性、丁二烯的橡胶韧性和丙烯腈的耐化学腐蚀性。
本实施例结合以上两种材料，得到PMMA/ABS改性树脂，因而PMMA/ABS改性树脂实际上是PMMA/ABS合金，其具有耐冲击、高光泽、耐光、易脱模、耐划痕性好、易染色、耐候性、优异的表面硬度等优点。通过添加相容剂，增加ABS与PMMA的相容性，同时促进了共混物的流动性，还可适当调节ABS中丙烯腈含量，相容性更佳。并且可通过适当调整ABS的橡胶粒径，可得到透明材料或者半透明材料。
本实施例的PMMA采用注塑级的聚甲基丁烯酸甲酯，在对应的标准测试条件(230℃，3.8KG)下，其加工流动性(MI)可达到8g/10min。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯的重量份数为15-55份。
ABS接枝粉料为乳液聚合法生产的高胶ABS接枝粉(俗称高胶粉)，其中，丁二烯质量百分含量为50～70％，平均粒径170～190μm。
苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)为改性级苯乙烯-丙烯腈树脂，该改性苯乙烯-丙烯腈树脂中丙烯腈的质量百分含量为20-29％，MI(200℃，10KG)为3-5g/10min。
相容剂采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂(MABS)，俗称透明ABS树脂，MI(220℃，10KG)为15-40g/10min。它除做为ABS与PMMA的相容剂，还具有较好的流动性，能显著提高共混物的流动性。
另外，PMMA/ABS改性树脂还添加抗氧剂和润滑剂。其中，抗氧剂所占重量份数为0.1-1，润滑剂所占重量份数为0.1-1。抗氧剂选用四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名为Irganox 1010，由瑞士汽巴精化公司生产。辅助抗氧剂选用三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，商品名Irganox 168，由瑞士汽巴精化公司生产。抗氧剂和辅助抗氧剂用量配比为1010/168＝1/2。润滑剂选用乙撑双硬脂酰胺(EBS)或适量硬脂酸。
此外，PMMA/ABS改性树脂中还可添加适量的其它助剂，例如加工助剂、脱模剂、光稳定剂、增韧剂、着色剂中的一种或几种。
表1是本实施例的PMMA/ABS改性树脂三种配方(1#、3#、4#)与不含高胶粉和SAN的树脂2#(比较例)性能对比表。
表1
Figure GSB00000163708500041
Figure GSB00000163708500051
由表1可看出，MABS的含量越高，PMMA/ABS改性树脂的流动性能MI越高。同时，四个配方都是半透明效果，而且配方3#、4#的半透明效果更好，透光性更好，这跟配方3#、4#中的橡胶(PMMA和MABS)的含量较低有关。在表1中优选的是配方4，具有较高的透光率，流动性好，硬度适中。可往配方4中添加适量的溶剂黑或色素碳黑染成黑色后仍具有一定的透光率。本发明实施例的PMMA/ABS改性树脂常染成黑色使用，特点高光亮、高黑度、耐刮擦、免喷涂，流动性好，适用于注塑大型制品。
本发明实施例的PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法包括以下步骤：
S01：将聚甲基丙烯酸甲酯、ABS接枝粉料、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂以及相容剂混合，其中各成份按重量份数混合配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂5-20份；
S02：将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒；
S03：冷却干燥后切粒，即获得PMMA/ABS改性树脂颗粒。
在步骤S01中，将以上几种组分按上述配比混合均匀，混合过程中可同时进行搅拌，以促进混合均匀性。另外，根据实际应用及加工需要，添加重量份数均为0.1-1的抗氧剂和润滑剂，以及其它助剂。
具体地，先将干燥后的PMMA及MABS、ABS高胶粉、SAN、抗氧化剂以及加工助剂放入混合机中进行充分混合(各组分的配比如表1)，混合时间约为20-30分钟，温度为常温。
混合均匀后，在混合物放入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机挤出、造粒。该双螺杆挤出机选用同向双螺杆挤出机，以达到高效率的混合效果。双螺杆挤出机采用南京科亚公司生产的CTE-35(L/D＝48)双螺杆挤出机生产，通常，双螺杆挤出机从喂料口到模头分成多个温度区段，本实施例采用八个温度区段，具体加工工艺如下：从双螺杆挤出机喂料口到模头各段的温度分别为一区140-160℃，二区200-220℃，三区220-240℃，四区220-240℃，五区210-230℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区190-210℃，机头230-240℃。螺杆的转速为250～300转/分。在挤出中温度的控制是十分重要的，如果温度过高，会影响制品的透明性，加工温度以上述要求为宜，通过本实施例的上述温度控制，可达到较理想的透明性。
挤出后冷却、干燥、切粒，即获得PMMA/ABS改性树脂颗粒。
本实施例中的PMMA/ABS改性树脂含有聚甲基丙烯酸甲酯，其具有优异的耐候性、较高的表面硬度、高光泽高亮等性能，并可改善PMMA/ABS改性树脂的耐刮擦性能，使PMMA/ABS改性树脂具有较好的抗刮擦性和极佳的外观，能使PMMA/ABS改性树脂的表面非常光亮。
另外，当采用该PMMA/ABS改性树脂制成颗粒产品，并形成注塑制品时，例如电视机壳体、底座以及显示器的外框等，可使得这些产品非常美观耐用。另外，制品表面无需喷漆，即免喷涂，无需二次处理，特别适合黑色产品；具有无毒环保、节约能源之优势，产品表面十分光亮，易于清理和打扫。它不含铅和汞等有毒有害物质，材料本身具有一定的防静电效果，是一种绿色环保产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PMMA/ABS改性树脂，其包括按重量份计的下列成份：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂10-20份，所述相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂。
2.如权利要求1所述的PMMA/ABS改性树脂，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯是注塑级的聚甲基丙烯酸甲酯，所述聚甲基丙烯酸甲酯的重量份数为15-55份。
3.如权利要求1所述的PMMA/ABS改性树脂，其特征在于，所述ABS接枝粉料是乳液聚合法制成的高胶ABS接枝粉。
4.如权利要求1所述的PMMA/ABS改性树脂，其特征在于，还包括重量份数为0.1-1的抗氧化剂以及重量份数为0.1-1的润滑剂。
5.如权利要求4所述的PMMA/ABS改性树脂，其特征在于，所述抗氧剂包括四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸。
6.如权利要求1所述的PMMA/ABS改性树脂，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂为改性苯乙烯-丙烯腈树脂，所述改性苯乙烯-丙烯腈树脂中丙烯腈的质量百分含量为20-29％。
7.一种PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法，其包括以下步骤：
将聚甲基丙烯酸甲酯、ABS接枝粉料、苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂以及相容剂混合，其中各成份按重量份数混合配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯15-70份，ABS接枝粉料10-30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂10-30份，相容剂10-20份，所述相容剂是甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯及苯乙烯的共聚物树脂；
将混合物放入双螺杆挤出机中挤出造粒；
冷却干燥后切粒，即获得PMMA/ABS改性树脂颗粒。
8.如权利要求7所述的PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机是同向双螺杆挤出机。
9.如权利要求7所述的PMMA/ABS改性树脂颗粒的形成方法，其特征在于，造粒时，从双螺杆挤出机分为至少八个温度区，其中按照进料的顺序分别为140-160℃的一区、200-220℃的二区，220-240℃的三区、220-240℃的四区、210-230℃五区、200-220℃的六区、200-220℃的七区及190-210℃的八区。
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