CN102363642B - 一种接枝asa材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接枝ASA材料及其制备方法，该接枝ASA材料，按重量份数，由以下组分组成：ASA 100份；MAH 1-5份；PMMA2-25份；引发剂0.2-4份；苯乙烯0.2-4份；抗氧剂0.1-1份。本发明制备的接枝ASA材料能增加ASA在增强、阻燃、耐热、合金等各改性领域中与其他组分的相容性，从而提升ASA改性材料的强度、韧性、耐热性、表面光泽度等各项性能指标。
Description
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种接枝ASA材料及其制备方法。
[背景技术]
ASA是一种相对于ABS在耐候性方面有改良的新型树脂，其结构组分为丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸酯，相对于ABS的结构组分来说，由于丁二烯组分被置换成了甲基丙烯酸酯，不再具有不饱和的结构，因此具有极佳的耐候性，能应用在一些需要在高温或强紫外线条件下工作的器具上，比如户外用具、汽车装饰件，具有非常良好的市场前景。
但是，ASA材料同ABS材料在应用方面有很大的类似，有很大部分的ASA材料需要经过改性之后才能达到使用的要求，如防火、耐热、增强、合金化等改性方式。这其中，必然不可避免的会遇到ASA与其他组分的相容性问题，实际应用中比较具有可行性的手段，一般是加入相应的相容助剂，以改善不同材料之间的表面亲和能力，但ASA与其他组分的相容性还是很差。
[发明内容]
本发明提供了一种接枝ASA材料及其制备方法，该接枝ASA材料可以增加ASA与其他组分的相容性，从而提升ASA改性材料的各项性能指标。
本发明的技术方案是：
一种接枝ASA材料，按重量份数，由以下组分组成：
一种接枝ASA材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述所述的重量份数称取各个组分，将称取的ASA、MAH、PMMA与苯乙烯混合3-5min至表现均匀；
步骤二、将称取的引发剂、抗氧剂加入到步骤一混合后的物料中混合处理至表观均匀；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆长径比为36∶1，双螺杆挤出机一区温度150-180℃，二区温度160-190℃，三区温度165-190℃，四区温度150-180℃，机头温度170-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。
本发明制备的接枝ASA材料能增加ASA在增强、阻燃、耐热、合金等各改性领域中与其他组分的相容性，从而提升ASA改性材料的强度、韧性、耐热性、表面光泽度等各项性能指标。
[具体实施方式]
下面结合具体的实施例对本发明做一详细的阐述。
在下述各个实施例中，ASA为丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物，其丙烯酸酯含量为15-70％；MAH为顺丁烯二酸酐，分子式为C4H2O3，纯度大于等于99.5％，选择工业纯度级别；PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，具有高透明度和高表面硬度，比如日本电气化学公司的GH-1000S或者GF-1000G；引发剂由过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二异丙苯、硫化剂BIBP中的一种或者多种混合而成；苯乙烯的密度为0.906g/cm3，纯度大于等于99.9％，选择工业纯度级别；抗氧剂为四-[β-(3.2-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，比如瑞士ciba公司的1010。
实施例1
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数由以下组分组成：
ASA(丙烯酸酯含量15％) 100份；MAH 1份；PMMA 2份；引发剂0.2份；苯乙烯0.2份；抗氧剂0.1份。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量份数称取各个组分，将称取的ASA、MAH、PMMA与苯乙烯混合5min至表现均匀；
步骤二、将称取的引发剂、抗氧剂加入到步骤一混合后的物料中混合处理至表观均匀；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆长径比为36∶1，双螺杆挤出机一区温度150℃，二区温度160℃，三区温度165℃，四区温度150℃，机头温度170℃，停留时间2min，压力为12MPa。
实施例2
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数由以下组分组成：
ASA(丙烯酸酯含量22％)100份；MAH 1份；PMMA 2份；引发剂0.2份；苯乙烯0.2份；抗氧剂0.1份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数由以下组分组成：
ASA(丙烯酸酯含量70％)100份；MAH 1份；PMMA 2份；引发剂0.2份；苯乙烯0.2份；抗氧剂0.1份。
其制备方法如实施例1相同。
实施例4
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数由以下组分组成：
ASA 100份(丙烯酸酯含量15％的ASA 70份，丙烯酸酯含量22％的ASA 20份，丙烯酸酯含量70％的ASA 10份)；MAH 2份；PMMA 10份；引发剂2份；苯乙烯2份；抗氧剂0.3份。
其制备方法如下：
步骤一、按上述所述的重量份数称取各个组分，将称取的ASA、MAH、PMMA与苯乙烯混合5min至表现均匀；
步骤二、将称取的引发剂、抗氧剂加入到步骤一混合后的物料中混合处理至表观均匀；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：双螺杆挤出机一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度170℃，四区温度180℃，机头温度220℃，停留时间3min，压力为18MPa。
实施例5
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数由以下组分组成：
ASA 100份(丙烯酸酯含量15％的ASA 70份，丙烯酸酯含量22％的ASA 20份，丙烯酸酯含量70％的ASA 10份)；MAH 2份；PMMA 10份；引发剂2份；苯乙烯2份；抗氧剂0.3份。
其制备方法与实施例4相同，只是双螺杆挤出机三区温度为180℃。
实施例6
该实施例的接枝ASA材料，按重量份数，由以下组分组成：
ASA 100份(丙烯酸酯含量15％的ASA 60份，丙烯酸酯含量22％的ASA 25份，丙烯酸酯含量70％的ASA 15份)；MAH 5份；PMMA 25份；引发剂4份；苯乙烯4份；抗氧剂1份。
其制备方法与实施例4相同，只是双螺杆挤出机三区温度为190℃。
性能测试：
将以上实施例1-6制备的接枝ASA材料，分别用于ASA增强、合金改性等方面的实验检测。其中，所使用的PC为日本帝人公司的1250Y或者德国拜耳公司的2805，PA6为美国霍尼韦尔公司的H8202NLB，增韧剂为美国罗门哈斯公司的EXL-2691A，玻璃纤维为重庆国际复合材料公司的ECS-301短切玻纤。其中，ASA玻纤增强改性实验中的生产工艺参数为：螺杆长径比为36∶1，双螺杆挤出机一区温度170-200℃，二区温度180-210℃，三区温度180-220℃，四区温度190-220℃，机头180-220℃，物料在挤出机中的停留时间2～3min，压力为12-18MPa；ASA合金改性实验中的生产工艺参数为：螺杆长径比为36∶1，双螺杆挤出机一区温度190-220℃，二区温度210-240℃，三区温度220-250℃，四区温度220-250℃，机头220-250℃，物料在挤出机中的停留时间2～3min，压力为12-18MPa；
在以下的实施案例中，性能的测试和表征均依据ISO相关标准(International Standards Organization国际标准组织)；测试条件均为23℃、53％相对湿度。
将所制得的接枝ASA材料通过红外光谱的方法测试出相应的接枝率，将接枝ASA材料用于ASA改性中并测试相应的力学性能：拉伸强度/断裂伸长率：ISO527；弯曲强度/弯曲模量：ISO 178；悬臂梁缺口冲击强度：ISO 179；热变形温度：ISO 75(1.82Mpa条件下)；
以下表格为本专利申请中相关的实施案例及对应的数据：
其中，表1为不同比例的原料助剂和生产工艺条件所制得的接枝ASA材料及其相关性能；表2是将接枝ASA材料用于PC/ASA合金改性的实施例及其性能数据；表3是将接枝ASA材料用于PA/ASA合金改性的实施例及其性能数据；表4将接枝ASA材料用于ASA玻纤增强改性的实施例及其性能数据；
表1
表2
表3
表4
从以上表2、表3、表4中可以分析得知，相对未加入接枝ASA材料的实施例1#，后续加入接枝ASA材料的案例测试得到的性能，在表征韧性的性能测试如断裂伸长率和悬臂梁缺口冲击强度方面，有明显的提升，这是由于接枝ASA材料的加入，改善了材料中各材料组分之间的相容性，使各材料在受力破坏的过程中能够吸收更多的能量、阻止材料的受力破坏过程。从后续的实施例的对比中得知，接枝ASA材料比例的添加，对材料的强度方面的影响较小，如拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量等性能测试。随着接枝ASA材料的继续增加，各项性能的改变已经较小了，比较理想的添加比例约为3％-5％。
以上对本发明所提供的一种接枝ASA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 (2)
1.一种接枝ASA材料，其特征在于：按重量份数，由以下组分组成：
所述ASA为丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物，其丙烯酸酯的质量百分比含量为15-70%；
所述MAH为顺丁烯二酸酐，分子式为C4H2O3，质量百分比纯度大于等于99.5%；
所述引发剂由过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二异丙苯、硫化剂BIBP中的一种或者多种混合而成；
所述苯乙烯的密度为0.906 g/cm3，质量百分比纯度大于等于99.9%；
所述抗氧剂为四-[β-（3.2-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；
所述PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯。
2.一种接枝ASA材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的重量份数称取各个组分，将称取的ASA、MAH、PMMA与苯乙烯混合3-5min至表现均匀；
步骤二、将称取的引发剂、抗氧剂加入到步骤一混合后的物料中混合处理至表观均匀；
步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆长径比为36：1，双螺杆挤出机一区温度150-180℃，二区温度160-190℃，三区温度165-190℃，四区温度150-180℃，机头温度170-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Denomination of invention: Graft acrylonitile-styrene-acrylate (ASA) material and preparation method Effective date of registration: 20150817 Granted publication date: 20130605 Pledgee: China Everbright Bank Shenzhen branch Pledgor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd. Registration number: 2015990000679 |
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Date of cancellation: 20161202 Granted publication date: 20130605 Pledgee: China Everbright Bank Shenzhen branch Pledgor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd. Registration number: 2015990000679 |
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Denomination of invention: Graft acrylonitile-styrene-acrylate (ASA) material and preparation method Effective date of registration: 20170106 Granted publication date: 20130605 Pledgee: Bank of Shizuishan Limited by Share Ltd Yinchuan branch Pledgor: Anhui science and Technology Co., Ltd.|Shenzhen branch poly new materials Co., Ltd.|Xu Dong Registration number: 2016990001133 |
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Date of cancellation: 20180904 Granted publication date: 20130605 Pledgee: Bank of Shizuishan Limited by Share Ltd Yinchuan branch Pledgor: Polymer Science (Anhui) New Material Co., Ltd.|Shenzhen Keju New Material Co., Ltd.|Xu Dong Registration number: 2016990001133 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Graft acrylonitile-styrene-acrylate (ASA) material and preparation method Effective date of registration: 20181119 Granted publication date: 20130605 Pledgee: Bank of Shizuishan Limited by Share Ltd Yinchuan branch Pledgor: Shenzhen Keju New Material Co., Ltd.|Polymer Science (Anhui) New Material Co., Ltd. Registration number: 2018440020071 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130605 Termination date: 20190701 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |