CN101857701A - 一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物及制备方法 - Google Patents
一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物及制备方法，该组合物包括以下组分及重量份含量：苯乙烯-丙烯腈树脂10-80、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂20-70、无机填料0.5-10、加工助剂0.5-8，将以上原料置于高速混合器中预混3-10min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出，然后经冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。与现有技术相比，本发明制备工艺合理，解决了因熔体强度不够而破裂、金属色粉残留导致表面缺陷的问题，同时能够起到净化空气、杀菌的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子组合物及制备方法，尤其是涉及一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物及制备方法。
背景技术
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂(ASA)的性能特点可以归结为：
(1)ASA属于无定形三元共聚物，为饱和主链结构，不含双键，因此对紫外光的耐受能力很强。大分子链中的羰基和腈基具备较强的耐紫外性能，而苯环是典型的稳定结构，很难发生光化学反应，因此，ASA具有极强的耐紫外性能，颜色稳定，耐候性佳。
(2)由于ASA结构中引入了丙烯酸酯橡胶，使其共聚物具有极好的抗冲击性，尤其是低温抗冲击性能优良。
(3)由于ASA结构中含有腈基，因此具有较强的耐化学品性能。
(4)ASA与PVC的溶解度参数非常相近，两者具有很好的相容性，流变性能、热膨胀系数亦非常相近。
(5)ASA在加工过程中热稳定性好，热变形温度可达92℃。
ASA与PVC的彩色共挤是美国通用电器公司推向市场的新技术。它是用两台挤出机分别挤彩色ASA料和白色PVC干混料，经独立的流道在离开口模前不远处汇合，ASA熔体以极薄的厚度与PVC熔体大面积复合，并一起被挤出模外，再经定型模及水箱冷却定型；经抛光、牵引后贴保护膜，最后锯切成规定长度。
但是，目前国内用于建材的ASA与PVC共挤异型材还存在很多的技术问题，包括原料和工艺技术：由于ASA挤出层的厚度非常薄，挤出时熔体非常容易破裂；彩色共挤时，色粉容易在模具转角处残留、积累，破坏挤出型材表面的平整度和光洁度。作为室内外使用的材料，低气味、环保也是必要的。
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制备工艺合理的低气味、抗菌高性能好的挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
苯乙烯-丙烯腈树脂 10-80；
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂 20-70；
无机填料 0.5-10；
加工助剂 0.5-8。
所述的苯乙烯-丙烯腈树脂分子量为15000-200000，其中苯乙烯含量为60wt％-80wt％，丙烯腈含量为20wt％-40wt％，苯乙烯-丙烯腈树脂加入量优选50-80重量份。
所述的丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂加入量优选50-70重量份。
所述的无机填料为硅藻土，其粒径为4-20μm，SiO2含量≥70wt％，无机填料加入量优选1-5重量份。
所述的加工助剂选自润滑剂、抗氧剂、脱模剂或光稳定剂中的一种或几种，加工助剂加入量优选5-8重量份。
所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸镁中的一种或几种。
所述的抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为市售抗氧剂168，所述的受阻酚类抗氧剂为市售抗氧剂1076或抗氧剂245。
所述的脱模剂为硅酮类脱模剂，包括硅酮粉。
所述的光稳定剂选自2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯或羟基苯并三唑中的一种或几种。
一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：
苯乙烯-丙烯腈树脂 10-80，
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂 20-70，
无机填料 0.5-10，
加工助剂 0.5-8；
(2)将以上原料置于高速混合器中预混3-10min，得到预混料；
(3)将预混料通过双螺杆挤出机，控制温度为190-270℃下进行熔融挤出，然后经冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
与现有技术相比，本发明制备工艺合理，解决了因熔体强度不够而破裂、金属色粉残留导致表面缺陷的问题，同时能够起到净化空气、杀菌的作用。
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1-6
(1)按照以下组分备料：组分A：苯乙烯-丙烯腈树脂，其中苯乙烯含量为60wt％-80wt％，丙烯腈含量为20wt％-40wt％；组分B：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3；组分C：无机填料；组分D：加工助剂。
组分A苯乙烯-丙烯腈(SAN)系无橡胶组分的共聚物，可通过自由基聚合法，特别是乳液、悬浮、溶液和本体聚合法的制备，其中苯乙烯含量为60wt％-80wt％，丙烯腈含量为20wt％-40wt％。组分B丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂共聚物，其中含有：B1橡胶粒子的粒径在200-400nm，B2橡胶粒子的粒径在400-600nm；组分B共聚物的重均分子量为200,000-600,000，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3。组分C无机填料为硅藻土，硅藻土是一种硅质岩石，由无定形的SiO2组成，并含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有机杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，显微镜下可观察到硅藻土的特殊多孔性构造。其平均粒径大小为8μm。组分D加工助剂主要包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂、光稳定剂等，总计0.5-8％。润滑剂包括双乙撑硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蜡(如AC-629A等)、硬脂酸镁、硅油；抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂(如IRGAFOS 168等)、受阻酚类抗氧剂(如IRGANOX 1076、IRGANOX245等)；脱模剂包括硅酮类脱模剂；光稳定剂包括2-羟基二苯甲酮，水杨酸酯类，亚磷酸二苯酯，亚磷酸三苯酯，羟基苯并三唑。具体组分如下所不：
组分A：苯乙烯-丙烯腈的重均分子量为150000，国亨化学生产；
组分B-1：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，丙烯酸酯橡胶粒径为300nm，UMG公司生产；
组分B-2：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，丙烯酸酯橡胶粒径为400nm，UMG公司生产；
组分C：硅藻土的粒径为8μm，青岛拓盛硅藻土公司生产；
组分D：加工助剂，包括润滑剂双乙撑硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蜡(如AC-629A等)、硬脂酸镁、硅油；抗氧剂亚磷酸酯类(IRGAFOS 168、IRGANOX245)；硅酮类脱模剂；光稳定剂2-羟基二苯甲酮，羟基苯并三唑。其重量比为6∶1∶1∶1，各组分的含量如表1所示。
(2)将以上材料在高速混合器中预混3-10min，再将预混料通过双螺杆挤出机，在190-270℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
对比例1-2
(1)按照以下组分备料：组分A：苯乙烯-丙烯腈树脂，其中苯乙烯含量为60wt％-80wt％，丙烯腈含量为20wt％-40wt％；组分B：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3；组分C：无机填料；组分D：加工助剂，具体组分如下所示：
组分A：苯乙烯-丙烯腈的重均分子量为150000，国亨化学生产；
组分B-1：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，丙烯酸酯橡胶粒径为300nm，UMG公司生产；
组分B-2：丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂，丙烯酸酯橡胶粒径为400nm，UMG公司生产；
组分C：硅藻土的粒径为8μm，青岛拓盛硅藻土公司生产；
组分D：加工助剂，包括润滑剂双乙撑硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯蜡(如AC-629A等)、硬脂酸镁、硅油；抗氧剂亚磷酸酯类(IRGAFOS 168、IRGANOX245)；硅酮类脱模剂；光稳定剂2-羟基二苯甲酮，羟基苯并三唑。其重量比为6∶1∶1∶1，各组分的含量如表1所示。
(2)将以上材料在高速混合器中预混3-10min，再将预混料通过双螺杆挤出机，在190-270℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
表1
对于以上根据实施例及对比例制备得到的ASA树脂组合物，使用海天注塑机按照同样的注塑条件制备测试样条，具体的物理性能检测项目如下：
拉伸强度：按照ASTM D 178标准来测量拉伸强度。
缺口悬臂梁式冲击强度：按照ASTM D 256标准(1/8″缺口，23℃)来测量缺口悬臂梁式冲击强度。
熔体流动速率：按照ASTM D 1238标准(220℃，10Kg)来测量熔体流动速率。上述测试结果如表2所示。
表2
| 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
对比对比例1和实施例1、2、3以及对比例2和实施例4、5、6，从实验数据可以看出，加入3％的硅藻土后，材料的冲击和拉伸强度明显增加，而熔融指数降低较少；对比实施例2、5，可以发现小粒径的丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯橡胶对丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂组合物使得机械性能和流动性能更佳。
综上所述，硅藻土在改善丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂组合物的机械性能、流动性能以及气味吸收、抗菌性能方面有很大的作用。
实施例7
一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量准备原料：苯乙烯-丙烯腈树脂10kg、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂70kg、无机填料0.5kg、加工助剂0.5kg，其中苯乙烯-丙烯腈树脂分子量为15000-100000，其中苯乙烯含量为60wt％，丙烯腈含量为40wt％，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000，平均颗粒直径范围为200-400nm，橡胶含量为40wt％，相对密度为1.0g/cm3，无机填料为硅藻土，粒径为4-10μm，SiO2含量≥70wt％，加工助剂为润滑剂及脱模剂按重量比为1∶1的复配物，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，脱模剂为硅酮粉；
(2)将以上原料置于高速混合器中预混3min，得到预混料；
(3)将预混料通过双螺杆挤出机，控制温度为270℃下进行熔融挤出，然后经冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
实施例8
(1)按照以下组分及含量准备原料：苯乙烯-丙烯腈树脂80kg、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂20kg、无机填料10kg、加工助剂8kg，其中苯乙烯-丙烯腈树脂分子量为100000-200000，其中苯乙烯含量为80wt％，丙烯腈含量为20wt％，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为600,000，平均颗粒直径范围为400-600nm，橡胶含量为70wt％，相对密度为1.07g/cm3，无机填料为硅藻土，粒径为10-20μm，SiO2含量≥70wt％，加工助剂为润滑剂、光稳定剂及脱模剂按重量比为1∶1∶1的复配物，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，光稳定剂为亚磷酸二苯酯，脱模剂为硅酮粉；
(2)将以上原料置于高速混合器中预混10min，得到预混料；
(3)将预混料通过双螺杆挤出机，控制温度为190℃下进行熔融挤出，然后经冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
Claims (10)
1.一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量份含量：
苯乙烯-丙烯腈树脂 10-80；
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂 20-70；
无机填料 0.5-10；
加工助剂 0.5-8。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的苯乙烯-丙烯腈树脂分子量为15000-200000，其中苯乙烯含量为60wt％-80wt％，丙烯腈含量为20wt％-40wt％，苯乙烯-丙烯腈树脂加入量优选50-80重量份。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂为丙烯酸酯橡胶与苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其重均分子量为200,000-600,000，平均颗粒直径范围为200-600nm，橡胶含量为40-70wt％，相对密度为1.0-1.07g/cm3，丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂加入量优选50-70重量份。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的无机填料为硅藻土，其粒径为4-20μm，SiO2含量≥70wt％，无机填料加入量优选1-5重量份。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的加工助剂选自润滑剂、抗氧剂、脱模剂或光稳定剂中的一种或几种，加工助剂加入量优选5-8重量份。
6.根据权利要求5所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸镁中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为市售抗氧剂168，所述的受阻酚类抗氧剂为市售抗氧剂1076或抗氧剂245。
8.根据权利要求5所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂，包括硅酮粉。
9.根据权利要求5所述的一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物，其特征在于，所述的光稳定剂选自2-羟基二苯甲酮、水杨酸酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯或羟基苯并三唑中的一种或几种。
10.一种丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：
苯乙烯-丙烯腈树脂 10-80，
丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯树脂 20-70，
无机填料 0.5-10，
加工助剂 0.5-8；
(2)将以上原料置于高速混合器中预混3-10min，得到预混料；
(3)将预混料通过双螺杆挤出机，控制温度为190-270℃下进行熔融挤出，然后经冷却造粒，得到挤出级丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯类树脂组合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101013 |