CN101508817B - 一种高光abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光ABS合金及其制备方法。其组成按重量百分比为：ABS 30-60％；PMMA 20-30％；AS 10-25％；增韧剂1-15％；黑色母1-3％；润滑剂0.3-0.6％。本发明材料具有较高冲击强度、高模量、高刚性，高的表面光泽度和良好的表面耐刮擦性，保留了ABS良好的加工性、韧性，同时兼具PMMA和AS优异的耐候性、表面硬度，光泽性等优点，使得该ABS合金具有比普通ABS材料好得多的耐候性、表面耐刮擦性和光泽性。本发明PMMA含量低，可以降低生产成本。本发明的制备方法包括以下工艺步骤：首先将原料按上述比例混合，然后进入塑料挤出机中，温度控制在185-220℃，再进行造粒，得到高光ABS合金。

Description

一种高光ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高光ABS合金及其制备方法。
[背景技术]
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)是丙烯腈(Acrylonitrile)、1，3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物，具有强度高、韧性好、易于加工成型的优点。但耐候性较差。
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)又叫有机玻璃，拥有良好的光学透明性。它不但具有很高的透光率(92％左右)，而且机械强度高、重量轻、耐紫外线和户外老化以及优良的电性能等特点。但韧性较差。
将部分PMMA树脂添加到ABS树脂中制备的合金具有良好的表面光泽度，同时，韧性好，硬度高。向其中加入了适量的AS，保证了光泽度和硬度，降低了该高光ABS合金的成本。现有的PMMA/ABS合金配方中，PMMA用量高，提高了合金的总成本，同时，所制备合金的表面硬度较低。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种具有突出的耐刮擦性，且价格低廉的高光ABS合金。本发明还要提供高光ABS合金的制备方法。
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，一种高光ABS合金，其组成按重量百分比为：ABS 30-60％；PMMA 20-30％；AS 10-25％；增韧剂1-15％；黑色母1-3％；润滑剂0.3-0.6％。
其中，所述的ABS按重量百分比为橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％。
其中，所述PMMA为高透明度和高表面硬度的聚甲基丙烯酸甲酯，所述AS为高透明度的丙烯腈-苯乙烯共聚物。
其中，所述增韧剂为高胶粉HR-181、B338、HR-185等。
其中，所述黑色母为UN606、BK2014、M16中的一种。
其中，所述润滑剂为EBS、PETS或硬脂酸钙/PE蜡。
其中，所述高透明度为材料的总透光率高于85％，所述高硬度为材料的洛氏硬度(HRB)大于110。
其中，按重量百分比，ABS的含量最好为40-50％，增韧剂的含量为最好为4-10％。
上述高光ABS合金的制备方法的技术方案，包括步骤：
a：先将PMMA树脂于90℃鼓风干燥2-4小时；
b：按重量配比称取ABS、AS、干燥好的PMMA树脂及助剂；
c：将称好的原材料投入到低速混合器中混3-5min；
d：将c中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度185-220℃，二区温度185-220℃，三区温度185-220℃，四区温度185-220℃，五区温度185-220℃，六区温度185-220℃，七区温度185-220℃，机头185-220℃，停留时间2-3min，压力为12-18MPa。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
1：本发明采用ABS、PMMA、AS及相关助剂制得的ABS具有高光泽性。
2：本发明制得的高光ABS合金在具有高光泽性的同时，综合了材料的其他各项优异物理力学性能，例如较高冲击强度，极好的耐刮擦性，而且成本低廉。
3：本发明提出的一种高光ABS合金的制备工艺简单、成本低廉。
具体实施方式
本发明高光ABS合金是聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS、聚丙烯腈-苯乙烯AS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的混合物，互相取长补短，既保持了ABS良好的加工性和韧性，又兼具PMMA优异的耐候性、表面硬度、光泽性等优点，又因AS的加入增加了硬度降低了成本，因而具有优良的综合性能。高光ABS合金产品广泛运用于要求外观亮丽的各种电器、电子及复杂制件，特别是液晶电视等大型家电，实现了高光泽，免喷涂化。家用电器领域如：车载电视、CD机壳、液晶电视外壳、显示器外壳、音响壳体；设备、办公领域如：电话机、打印机壳体、复印机部件；电子电器领域如：MP3外壳、手机壳和充电器外壳等。
本发明提供的一种高光ABS合金，其组成按重量配比为(％)：ABS30-60％；PMMA 20-30％；AS 10-25％；增韧剂1-15％；黑色母1-3％；润滑剂0.3-0.6％。
其中，在所述的ABS中，各组分重量配比为：橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％。；所述PMMA为高透明度(总透光率92％)，高表面硬度(洛氏硬度HRB为119)的聚甲基丙烯酸甲酯；所述的AS为高透明度(总透光率89％)的丙烯腈-苯乙烯共聚物；所述增韧剂为高胶粉，如HR-181、B338、HR-185等；所述黑色母为UN606、BK2014、M16等；所述润滑剂为EBS、PETS、硬脂酸钙/PE蜡等。
在本发明中，先将PMMA树脂于90℃鼓风干燥2-4小时；再按重量配比称取ABS、AS和干燥好的PMMA树脂及助剂；将称好的原材料投入到低速混合器中混3-5min；最后将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒。加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度185-220℃，二区温度185-220℃，三区温度185-220℃，四区温度185-220℃，五区温度185-220℃，六区温度185-220℃，七区温度185-220℃，机头185-220℃，停留时间2-3min，压力为12-18MPa。
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：
在下列实施例的复合材料配方中，ABS可选用不同厂家的产品，如上海高桥石化(牌号为8391)、台湾奇美有限公司(牌号为PA 757、PA 747S)；PMMA选用台湾奇美有限公司(牌号为CM 205和CM207)；AS选用宁波台化公司(牌号为HF 2200)、宁波乐金(LG)甬兴化工有限公司(牌号为S695T)；增韧剂为高胶粉，选用韩国锦湖公司生产，商品名为HR-181；黑色母选用英国高莱工程塑料级黑色母，产品编号：UN606；润滑剂为EBS，选用中国石油吉林石化公司生产。
实施例1：
将ABS(橡胶含量约20％，苯乙烯含量约40％，丙烯腈含量约10％)重量比为30％(以下均为重量比)，PMMA 30％，AS 25％，增韧剂高胶粉HR-181 12.5％，黑色母UN606 2％，润滑剂0.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：210℃；五区温度210℃；六区温度215℃；七区温度215℃；机头：220℃；停留时间2-3min。压力为15MPa。
实施例2：
将ABS(橡胶含量约26％，苯乙烯含量约45％，丙烯腈含量约15％)重量比为40％(以下均为重量比)，PMMA 25％，AS 25％，增韧剂高胶粉HR-181 7.5％，黑色母2％，润滑剂0.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：210℃；五区温度210℃；六区温度215℃；七区温度215℃；机头：220℃；停留时间2-3min。压力为15MPa。
实施例3：
将ABS(橡胶含量约20％，苯乙烯含量约50％，丙烯腈含量约15％)重量比为45％(以下均为重量比)，PMMA 20％，AS 25％，增韧剂高胶粉HR-181 7.5％，黑色母UN606 2％，润滑剂0.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：210℃；五区温度210℃；六区温度215℃；七区温度215℃；机头：220℃；停留时间2-3min。压力为15MPa。
实施例4：
将ABS(橡胶含量约25％，苯乙烯含量约50％，丙烯腈含量约20％)重量比为50％(以下均为重量比)，PMMA 30％，AS 12％，增韧剂高胶粉HR-181 5.5％，黑色母UN606 2％，其他0.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：210℃；五区温度210℃；六区温度215℃；七区温度215℃；机头：220℃；停留时间2-3min。压力为15MPa。
实施例5：
将ABS(橡胶含量约30％，苯乙烯含量约50％，丙烯腈含量约20％)重量比为55％(以下均为重量比)，PMMA 30％，AS 10％，增韧剂高胶粉HR-181 2.5％，黑色母UN606 2％，其他0.5％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：185℃；二区：195℃；三区：200℃；四区：210℃；五区温度210℃；六区温度215℃；七区温度215℃；机头：220℃；停留时间2-3min。压力为15MPa。
性能测试：
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量按ASTM D-790标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(128±2)×(12.67±0.2)×(3.11±0.2)，弯曲速度为20mm/min；
悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm；
铅笔硬度按GB/T6739-1996标准进行检验。载荷为9.8N。
表1：实施例1-5配方及材料性能表
组成   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  ABS(％)   30   40   45   50   55
  PMMA(％)   30   25   20   30   30
  AS(％)   25   25   25   12   10
  增韧剂(％)   12.5   8   7   5.5   2.5
  黑色母(％)   2   1.7   2.5   2   2
  润滑剂(％)   0.5   0.3   0.5   0.5   0.5
  缺口冲击强度(J/m) 88 92 94 93 92
  拉伸强度(MPa)   62   57   54   56   57
  断裂伸长率(％)   36   42   44   42   40
  弯曲强度(MPa)   97   92   90   91   92
  弯曲模量(MPa)   3100   2900   2860   2840   2900
  铅笔硬度   H+   H+   H+   H+   H+
由上表可以看出，ABS含量在30-60％结合高胶粉含量在1-15％范围内，该高光ABS合金的冲击强度较高，当ABS含量为45％，高胶粉含量为7％时，合金的冲击强度达到最大值。综合成本和性能的考虑，ABS的最佳添加量为40-50％，高胶粉添加量为4-10％。本发明通过选择合适的树脂原材料、增韧剂以及黑色母的添加配比，可得到耐刮擦性、黑亮度以及韧性等综合性能极佳的高光ABS合金材料，可以满足电子和电器行业的使用要求。
表2：实施例1-5与现有技术PMMA含量及硬度对比表
  PMMA含量(％)   硬度
  现有技术   70以上   HB(4.9N)
  本发明各实施例   20-30   H+(9.8N)
由上表可以看出，本发明与现有技术相比，PMMA用量较少，降低了成本；同时，在高载荷下，硬度依然很高。表明本发明高光ABS合金具有突出的耐刮擦性和优良的综合性能。
以上对本发明所提供的一种高光ABS合金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 (6)

1.一种高光ABS合金，其特征在于，其组成按重量百分比为：
ABS       30-40％；
PMMA      25-30％；
AS        10-25％；
增韧剂    1-15％；
黑色母    1-3％；
润滑剂    0.3-0.6％；
上述各个组分重量百分比之和等于100％，所述ABS按重量百分比为橡胶含量5-30％，苯乙烯含量40-70％，丙烯腈含量10-30％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.如权利要求1所述的高光ABS合金，其特征在于：所述PMMA为高透明度和高表面硬度的聚甲基丙烯酸甲酯；所述AS为高透明度的丙烯腈-苯乙烯共聚物；所述高透明度为材料的总透光率高于85％，所述高硬度为材料的洛氏硬度HRB大于110。
3.如权利要求1所述的高光ABS合金，其特征在于：所述增韧剂为高胶粉HR-181、B338或HR-185。
4.如权利要求1所述的高光ABS合金，其特征在于：所述的黑色母为UN606、BK 2014中的一种。
5.如权利要求1所述的高光ABS合金，其特征在于：所述润滑剂为EBS、PETS或硬脂酸钙/PE蜡。
6.一种如权利要求1所述的高光ABS合金的制备方法，其特征在于，包括步骤：
a：先将PMMA树脂于90℃鼓风干燥2-4小时；
b：按重量配比称取ABS、AS、干燥好的PMMA树脂及助剂；
c：将称好的原材料投入到低速混合器中搅拌3-5min；
d：将c步骤中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度185-220℃，二区温度185-220℃，三区温度185-220℃，四区温度185-220℃，五区温度185-220℃，六区温度185-220℃，七区温度185-220℃，机头185-220℃，停留时间2-3min，压力为12-18MPa。
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