CN101817966A - 一种汽车用abs挤出板材材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用ABS挤出板材材料及其制备方法，该板材材料包括以下组分及含量(wt％)：ABS20-50、SAN20-60、TPEE 5-40、相容剂1-5、润滑剂0.1-3、抗氧剂0.1-1，在上述混合物中再加入0-0.3wt％白油，放入高混机中混合2-5min后出料，将出料得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度为190-250℃，螺杆转速为180-600rpm即得产品。与现有技术相比，本发明具有突出的超韧性，超高刚性，成型性及耐化学品性等优点。

Description

一种汽车用ABS挤出板材材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种汽车用板材及其制备方法，尤其是涉及一种汽车用ABS挤出板材材料及其制备方法。

背景技术

ABS流动性佳、机械性能均衡，适合用于各种制件，但一般的ABS从挤出后的板材上裁剪下的样条冲击强度较低，特别是低温冲击更低一些。如果加入一些增韧剂来提高冲击强度的话，那么刚性会明显下降，反之亦然。

当ABS板材用于冰箱内衬时，对低温冲击要求较高。在制冷工业中一直在寻求一种具有各种性能均衡的材料——一种具有各种性能均衡的材料，将带来更好的机械性能和加工性能。具有各种性能均衡的材料表现为：刚性(拉伸强度、拉伸模量)与韧性(断裂伸长率、抗冲击强度)以及加工性(剪切粘度、熔体指数)等的平衡。目前使用的材料，虽然可以使某些性能明显提高，但在其性能的平衡方面仍然不足。

当ABS板材用于汽车吸塑时，通常需要更高冲击强度和更高拉伸强度的一种刚韧均衡材料。怎么样使这种矛盾性能达到很好的均衡，是本发明所要研究的对象。

ABS的抗冲性能与树脂中所含胶量的多少，橡胶粒径的大小，接枝率等因素有关，随着橡胶含量的增加，抗冲击强度提高，但其它性能，如耐热性、流动性、加工性、耐候性和拉伸强度均有不同程度的下降，通常ABS树脂的橡胶含量以10～30％为宜。超高冲ABS树脂的冲击强度不应低于300J/m，一般来说，树脂的对应橡胶含量大多在18％以上。必须指出的是：抗冲强度并非随粒径及橡胶量的增大而不断增加，如果橡胶软相粒子很小，便起不到增韧作用，如果橡胶粒子太大，本身分布很集中，也起不到吸收冲击能的作用。故粒子大小要适度，一般控制到0.2～0.5μm范围内，而橡胶量在25％左右时，冲击强度达到最高值。有文献报道，使1μm大颗粒和0.1～0.3μm的小颗粒混合，更有利于冲击强度的提高。此外，Hyumgsukim等人系统研究了SAN共聚物中丙烯腈含量对ABS抗冲击性能的影响，提出当两相中丙烯腈和苯乙烯比接近1时，相容性最好，获得的抗冲击强度最大。

许多公司的ABS树脂均采用了大粒径(1.0μm)与小粒径(0.1～0.2μm)的混合胶乳作接枝主干，这比用一种粒径胶乳作原料当然要简便的多。日本旭道在专利中用含丁二烯85％以上的胶乳(粒径＞0.2μm)及丁苯胶乳(粒径＜0.15μm)混合接枝也得到冲击性能良好的ABS树脂。美国专利报道用两种或三种不同粒径的胶乳以一定比例掺混后接枝，再与SAN树脂共混，可得到冲击强度极高的ABS树脂。

汽车工业则不仅对挤出级ABS材料的拉伸性能和韧性提出了很高的要求，而通常的挤出级ABS则不能做到兼顾，而且对材料的耐化学品性(对汽车香水的耐腐蚀等)也提出了较高的要求。TPEE为热塑性聚酯弹性体，其是以对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬链段，以脂肪族聚醚为软链段交替组合而成的共缩聚物，具有优异的机械强度(拉伸强度比TPU更高)、耐热性、耐油性、耐化学品性，易加工，更加适合在汽车领域的应用。本发明采用其与ABS共混的方法成功地解决了上述问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有超韧，超高刚性及耐化学品性的汽车用ABS挤出板材材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，该板材材料包括以下组分及含量(wt％)：

ABS       20-50；

SAN       20-60；

TPEE      5-40；

相容剂    1-5；

润滑剂    0.1-3；

抗氧剂    0.1-1。

所述的ABS为乳液聚合ABS及本体聚合ABS按重量比(30-70)∶(20-50)复合而成的三峰粒径结构产品。

所述的乳液聚合ABS是通过乳液接枝法制得的ABS，粒径为0.2-0.5μm，所述的本体聚合ABS是采用本体法技术制备的具有双峰粒径分布的本体ABS，其中一个粒径峰为0.5-0.7μm，另一粒径峰为0.9-1.2μm。

所述的SAN为高分子量的苯乙烯/丙烯腈的共聚物，其中丙烯腈含量为28％-35％(wt％)，分子量为12-15万。

所述的TPEE为热塑性聚酯弹性体，该热塑性聚酯弹性体以对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬链段，以脂肪族聚醚为软链段交替组合而成的共缩聚物，硬度为30D-80D。

所述的相容剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物或ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。

所述的润滑剂为脂肪酰胺类润滑剂，包括乙撑双硬脂酰胺。

所述的抗氧剂选自市售抗氧剂1076或抗氧剂168。

一种汽车用ABS挤出板材材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及含量(wt％)准备物料：

ABS       20-50，

SAN       20-60，

TPEE      5-40，

相容剂    1-5，

润滑剂    0.1-3，

抗氧剂    0.1-1；

(2)将上述物料混合得到混合料，然后向上述混合料中加入0-0.3wt％白油，放入高混机中混合2-5min后出料；

(3)控制双螺杆挤出机的机筒温度为190-250℃，螺杆转速为180-600rpm，将步骤(2)出料得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，即可得到产品。

与现有技术相比，本发明得到的高冲击ABS树脂在保持冲击强度在500～700J/m的同时，刚性、拉伸强度也保持了较高的数值，且挤出加工性能优异，具有较优的耐化学品性，同传统技术相比具有较大的改进，具有以下优点：

(1)乳液和本体ABS复配体系，具有三峰分布的橡胶粒径，大幅度提高了增韧效率，在同等冲击强度下，降低了橡胶含量，使刚性得以提高；

(2)采用TPEE与ABS共混，使保持ABS较高韧性的前提下，由于TPEE本身较高的拉伸强度和韧性，从而使该体系具有优异的刚性和耐冲击性；

(3)采用高AN含量的SAN树脂，使冲击强度得以提高，且从采用高AN含量的SAN及TPEE两个方面保证了较优的耐化学品性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1-4

(1)按照以下组分备料，各组分含量如表1所示：SAN：AN含量34wt％，锦湖韩国；本体ABS：橡胶粒径双峰分布，其一个粒径峰为0.5μm，另一粒径峰为1.2μm，陶氏化学；乳液ABS：ABS高胶粉，胶含量为50％，粒径300-500nm，韩国锦湖；TPEE：杜邦公司，挤出级；相容剂：SAN-GMA，GMA含量为2％；EBS：市售；抗氧剂168：汽巴精化；抗氧剂1076：汽巴精化。

(2)将上述组分按表1比例放入高混机中并加入原料总重的0.2wt％白油混合4min，然后用螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在245℃，螺杆转速为450rpm，即可得到样品。

对比例1-2

(1)按照以下组分备料，各组分含量如表1所示：SAN：AN含量34wt％，锦湖韩国；本体ABS：橡胶粒径双峰分布，其一个粒径峰为0.5μm，另一粒径峰为1.2μm，陶氏化学；乳液ABS：ABS高胶粉，胶含量为50％，粒径300-500nm，韩国锦湖；EBS：市售；抗氧剂168：汽巴精化；抗氧剂1076：汽巴精化。

(2)将上述组分按表1比例放入高混机中并加入原料总重的0.2wt％白油混合4min，然后用螺杆挤出机挤出造粒，控制加工温度在245℃，螺杆转速为450rpm，即得到对比样品。

表1

原料名称	实施例1(wt％)	实施例2(wt％)	实施例3(wt％)	实施例4(wt％)	对比例1	对比例2
							SAN	26.1	26.1	26.1	31.1	54.1	/
本体ABS	40	25	25	20	/	99.1
							乳液ABS	10	15	5	5	45	/
TPEE	20	20	30	30	/	/

原料名称	实施例1(wt％)	实施例2(wt％)	实施例3(wt％)	实施例4(wt％)	对比例1	对比例2
							相容剂	3	3	3	3	/	/
EBS	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
							抗氧剂168	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
抗氧剂1076	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

力学性能测试依据ASTM标准：拉伸强度：ASTM D638；弯曲强度：ASTMD790；弯曲模量：ASTM D790；冲击强度：ASTM D256；熔融指数：ASTM D1238，测试结果如表2所示。

表2

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2
							拉伸强度MPa50mm/min	52	50	54	56	48	45
弯曲强度MPa3mm/min	63	61	65	66	62	58
							弯曲模量MPa3mm/min	2350	2300	2400	2450	2300	2200
缺口冲击强度J/m3.2mm	620	680	720	710	580	300
							熔融指数g/10min220℃*10kg	4.2	3.8	4.8	5.3	4.6	10.5

由表2可知，单纯ABS体系，无论是乳液还是本体，其常规挤出ABS树脂的冲击强度和刚性均较低，尤其是本体体系，而复配了TPEE体系后，其刚性与韧性均得到了很大的提升，符合了汽车使用的要求。

实施例5

一种汽车用ABS挤出板材材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及含量准备物料：50kgABS、20kg SAN、40kg TPEE、5kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)作为相容剂、3kg乙撑双硬脂酰胺作为润滑剂、1kg市售抗氧剂168。ABS为乳液聚合ABS及本体聚合ABS按重量比3∶2复合而成的三峰粒径结构产品，乳液聚合ABS是通过乳液接枝法制得的，其橡胶粒径为0.2μm，本体聚合ABS是采用本体法技术制备的具有双峰粒径分布的本体ABS，其一个粒径峰为0.5μm，另一粒径峰为0.9μm；SAN为分子量12万的苯乙烯/丙烯腈的共聚物，其中丙烯腈含量为28％(wt％)；TPEE为热塑性聚酯弹性体，该热塑性聚酯弹性体以对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬链段，以脂肪族聚醚为软链段交替组合而成的共缩聚物，硬度为30D-80D。

(2)将上述物料混合得到混合料，然后将混合料放入高混机中混合2min后出料；

(3)控制双螺杆挤出机的机筒温度为190℃，螺杆转速为600rpm，将步骤(2)出料得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，即可得到产品。

实施例6

一种汽车用ABS挤出板材材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及含量准备物料：20kgABS、60kg SAN、5kg TPEE、1kgABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(ABS-GMA)作为相容剂、0.1kg乙撑双硬脂酰胺作为润滑剂、0.1kg市售抗氧剂1076。ABS为乳液聚合ABS及本体聚合ABS按重量比7∶5复合而成的三峰粒径结构产品，乳液聚合ABS是通过乳液接枝法制得的，其橡胶粒径为0.5μm，本体聚合ABS是采用本体法技术制备的具有双峰粒径分布的本体ABS，其一个粒径峰为0.7μm，另一粒径峰为1.2μm；SAN为分子量15万的苯乙烯/丙烯腈的共聚物，其中丙烯腈含量为35％(wt％)；TPEE为热塑性聚酯弹性体，该热塑性聚酯弹性体以对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬链段，以脂肪族聚醚为软链段交替组合而成的共缩聚物，硬度为30D-80D。

(2)将上述物料混合得到混合料，然后向上述混合料中加入0.3％(wt％)白油，放入高混机中混合5min后出料；

(3)控制双螺杆挤出机的机筒温度为250℃，螺杆转速为180rpm，将步骤(2)出料得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，即可得到产品。

Claims (9)

1.一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，该板材材料包括以下组分及含量(wt％)：

ABS       20-50；

SAN       20-60；

TPEE      5-40；

相容剂    1-5；

润滑剂    0.1-3；

抗氧剂    0.1-1。

2.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的ABS为乳液聚合ABS及本体聚合ABS按重量比(30-70)∶(20-50)复合而成的三峰粒径结构产品。

3.根据权利要求2所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的乳液聚合ABS是通过乳液接枝法制得的ABS，粒径为0.2-0.5μm，所述的本体聚合ABS是采用本体法技术制备的具有双峰粒径分布的本体ABS，其中一个粒径峰为0.5-0.7μm，另一粒径峰为0.9-1.2μm。

4.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的SAN为高分子量的苯乙烯/丙烯腈的共聚物，其中丙烯腈含量为28％-35％(wt％)，分子量为12-15万。

5.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的TPEE为热塑性聚酯弹性体，该热塑性聚酯弹性体以对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为硬链段，以脂肪族聚醚为软链段交替组合而成的共缩聚物，硬度为30D-80D。

6.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的相容剂选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸共聚物或ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。

7.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的润滑剂为脂肪酰胺类润滑剂，包括乙撑双硬脂酰胺。

8.根据权利要求1所述的一种汽车用ABS挤出板材材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自市售抗氧剂1076或抗氧剂168。

9.一种汽车用ABS挤出板材材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按照以下组分及含量(wt％)准备物料：

ABS       20-50，

SAN       20-60，

TPEE      5-40，

相容剂    1-5，

润滑剂    0.1-3，

抗氧剂    0.1-1；

(2)将上述物料混合得到混合料，然后向上述混合料中加入0-0.3wt％白油，放入高混机中混合2-5min后出料；

(3)控制双螺杆挤出机的机筒温度为190-250℃，螺杆转速为180-600rpm，将步骤(2)出料得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，即可得到产品。