CN102367286A - Abs/pet相容剂、制备方法和abs/pet合金 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ABS/PET相容剂、制备方法和ABS/PET合金。ABS/PET相容剂按重量份由以下组分组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物95-98、润滑剂0.5-1、引发剂0.1-0.3、接枝单体混合物0.5-6。所述接枝单体混合物选自苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐中至少两种混合而成。本发明的ABS/PET相容剂，能提高ABS/PET合金的耐候性、刚度、冲击性能、尺寸稳定性，极大的改善了ABS/PET合金相容性差、综合性能低、生产成本高的缺点。本发明ABS/PET相容剂的制备方法工艺过程简单、流畅、可控，生产效益高，非常适于工业化生产。
Description
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种ABS/PET相容剂、其制备方法和ABS/PET合金。
[背景技术]
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是目前产量最大、应用最广泛的塑料之一，它不仅具有韧、硬、刚相均衡的力学性能，而且具有较好的尺寸稳定性、表面光泽度、加工流动性等。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是1953年由Dupont公司最早实现工业化的线性热塑性聚合物，PET在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐老化性有益，电绝缘性突出，对大多数有机溶剂和无机酸稳定，而且生产能耗低，加工性良好，已经在电子电器、汽车材料等领域广泛应用。然后，PET也有自身缺点，如：结晶收缩率大、尺寸稳定性差及对缺口敏感等缺点，从而限制了它的应用。
将ABS与PET树脂进行熔融共混改性的研究已经开展了很多，然而二者的相容性并不是很好。目前主要是通过添加合金相容剂的方法来改善两者的相容性，从而提高力学性能。但现有的相容剂还远远达不到显著提高ABS和PET树脂相容性和力学性能的目的，并且生产成本也很高。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高性能的ABS/PET相容剂，以解决现有技术中ABS/PET合金相容性差、性能低、成本高的技术问题。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述ABS/PET相容剂的制备方法。
本发明还有一个要解决的技术问题是提供一种力学性能优良的ABS/PET合金。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种ABS/PET相容剂，按重量份由以下组分组成：
所述接枝单体混合物选自苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐中至少两种混合而成。
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的橡胶含量为35-60％。
所述润滑剂为白矿油、OP蜡、偶联剂中的一种或多种。
所述的引发剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯、三烯丙基异三聚氰酸酯和1，1-双叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷中的一种或多种。
一种上述的ABS/PET相容剂的制备方法的技术方案，包括以下步骤：
S01、按照上述的重量份秤取原料并按以下顺序混合均匀：
第一步，先将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与润滑剂混合均匀，
第二步，将引发剂溶入接枝单体混合物中，
第三步，将完全溶解的引发剂和接枝单体混合物与第一步制得的混合物混合均匀，即得到ABS/PET相容剂前体；
S02、将所述的ABS/PET相容剂前体于120-190℃条件下挤出处理，即得到ABS/PET相容剂。
以上所述的制备方法，所述挤出处理的温度具体为：一区120-130℃、二区140-160℃、三区150-190℃、四区150-190℃、五区150-190℃、六区150-190℃、七区150-190℃；挤出处理的时间为1-5分钟。
一种ABS/PET合金的技术方案是，其组分中包括ABS树脂、PET树脂和相容剂，所述的相容剂上述的ABS/PET相容剂。
本发明选用合适的接枝单体制得的ABS/PET相容剂，能提高ABS/PET合金的耐候性、刚度、冲击性能、尺寸稳定性，极大的改善了ABS/PET合金相容性差、综合性能低、生产成本高的等技术问题。本发明ABS/PET相容剂制备方法，原材料来源广泛，成本低廉，使产品在满足高标准的要求的前提下具有极大的市场竞争力，本发明ABS/PET相容剂制备方法制备过程简单，生产工艺流畅、可控，生产效益高，非常适于工业化生产。
[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。
本发明以下实施例提供的ABS/PET相容剂，其组成包括如下重量份数的组分：
其中，接枝单体混合物是选自苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、马来酸酐(MAH)中的两种或多种的混合物。
本发明实施例ABS/PET相容剂，通过润滑剂的选用，解决了在ABS树脂与接枝单体混合物接触后的结团、难下料难题。通过选用合适的接枝单体和加工工艺制得的ABS/PET相容剂，提高ABS/PET合金的耐候性、刚度、冲击性能、尺寸稳定性，极大的改善了ABS/PET合金相容性及综合性能，降低了生产成本。
ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，本发明实施例使用的ABS树脂的橡胶含量为35-60％。ABS树脂的生产厂家为韩国巴斯夫，牌号为GP22。
润滑剂为白矿油、OP蜡、偶联剂中的一种或多种，通过在ABS树脂中添加润滑剂，解决了在ABS树脂与接枝单体混合物混合接触后的结团、难下料难题。白矿油的生产厂家为新疆克拉玛依石化公司，牌号KN4006；OP蜡的生产厂家为德国科莱恩，牌号为ROWAX OP蜡；偶联剂的生产厂家为北京博利得化工产品有限公司，牌号为KH-560。
引发剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIPB)、三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、1，1-双叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷(TMCH)中的一种或多种。引发剂BIPB、TAIC和TMCH的生产厂家均为湖南以翔化工有限公司，牌号分别为FARIDA 96、FARIDA 98(TAIC-A)、FARIDA CH-335A。
本发明实施例ABS/PET相容剂的优点如下：
提高ABS/PET合金的耐候性、刚度、冲击性能、尺寸稳定性，极大的改善了ABS/PET合金相容性及综合性能。
本发明实施例ABS/PET相容剂制备方法，包括如下步骤：
S01，按上述的重量份将各组分按以下顺序混合均匀：第一步，先将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS与润滑剂混合均匀；第二步，再将引发剂溶入接枝单体混合物中，其中所述接枝单体混合物选自苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙稀乙酯(EA)、马来酸酐(MAH)中的两种或多种；第三步，将完全溶解的引发剂和接枝单体混合物与第一步制得的混合物混合均匀，即得到ABS/PET相容剂前体；
S02，将该ABS/PET相容剂前体于120-190℃条件下挤出处理，即得到ABS/PET相容剂，
步骤S01中，严格按照先ABS树脂和润滑剂混合；在引发剂和接枝单体混合物混合；最后将ABS树脂、润滑剂混合物混合和引发剂、接枝单体混合物混合的顺序混合，本步骤中使用的混合设备没有限制，例如，搅拌桶、高混机等，优选搅拌桶，本步骤中，混合时间为5-10分钟，搅拌桶的转速为500-1200转/分钟。
在步骤S01之前，还包括将ABS树脂进行干燥的步骤，干燥方法没有限制，干燥时间为1-4小时，优选2-3小时；干燥温度为70-90℃，干燥后控制含水量在0.05％以下。
步骤S02中，将步骤S01中得到的ABS/PET相容剂前体进行挤出处理；本步骤S02中使用的挤出设备没有限制，优选为双螺杆挤出机，使该ABS/PET相容剂前体处于熔融状态下挤出造粒。
进一步，步骤S02中，挤出处理温度为120-190℃，具体为：一区120-130℃、二区140-160℃、三区150-190℃、四区150-190℃、五区150-190℃、六区150-190℃、七区150-190℃；所述挤出处理的时间为1-5分钟，优选1-2分钟。
进一步，步骤S02后，将得到的ABS/PET相容剂在鼓风干燥箱中于70-90℃条件下干燥1-3小时。
本发明实施例ABS/PET相容剂制备方法，使用的原材料来源广泛，成本低廉，使产品在满足高标准的要求的前提下具有极大的市场竞争力，制备过程简单，生产工艺流畅、可控，生产效益高，非常适于工业化生产。
以下结合具体实施例上述制备方法进行详细阐述。
实施例一
将95份ABS树脂在温度为70-90℃下干燥2小时，控制含水量在0.05％以下。
然后先将干燥后的95份ABS树脂、0.5份白油混合，再将0.15份引发剂BIPB与1份甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、1份苯乙烯和1份丙烯酸丁酯混合，最后将两份混合物置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET相容剂前体。
将该ABS/PET相容剂前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为120-130℃、二区温度为140-160℃、三区温度为150-190℃、四区温度为150-190℃、五区温度为150-190℃、六区温度为150-190℃、七区温度为150-190℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET相容剂颗粒料。将该ABS/PET相容剂在鼓风干燥箱中于70-90℃条件下干燥2小时备用。
将5份该ABS/PET相容剂、65份ABS和30份PET树脂(特性黏度为0.68Dl/g，广东佛山产PET FC-01-68，125℃干燥3小时，水分控制在0.05％)置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET合金前体，将该ABS/PET合金前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为200-230℃、二区温度为210-240℃、三区温度为220-245℃、四区温度为220-250℃、五区温度为220-250℃、六区温度为220-240℃、七区温度为230-250℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET合金工程塑料。将该ABS/PET合金工程塑料在鼓风干燥箱中于80-100℃条件下干燥2小时。然后经注塑机制备成标准测试样条。
实施例二
将96份ABS树脂在温度为70-90℃下干燥2小时，控制含水量在0.05％以下。
然后先将干燥后的96份ABS树脂、0.5份偶联剂KH-560混合，再将0.15份引发剂TAIC与1份甲基丙烯酸甲酯和1份丙烯酸乙酯混合，最后将两份混合物置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET相容剂前体。
将该ABS/PET相容剂前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为120-130℃、二区温度为140-160℃、三区温度为150-190℃、四区温度为150-190℃、五区温度为150-190℃、六区温度为150-190℃、七区温度为150-190℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET相容剂颗粒料。将该ABS/PET相容剂在鼓风干燥箱中于70-90℃条件下干燥2小时备用。
再将5份该ABS/PET相容剂、65份ABS和30份PET树脂(特性黏度为0.68Dl/g，广东佛山产PET FC-01-68，125℃干燥3小时，水分控制在0.05％)置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET合金前体，将该ABS/PET合金前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为200-230℃、二区温度为210-240℃、三区温度为220-245℃、四区温度为220-250℃、五区温度为220-250℃、六区温度为220-240℃、七区温度为230-250℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET合金工程塑料。将该ABS/PET合金工程塑料在鼓风干燥箱中于80-100℃条件下干燥2小时。然后经注塑机制备成标准测试样条。
实施例三
将97份ABS树脂在温度为70-90℃下干燥2小时，控制含水量在0.05％以下。
然后先将干燥后的97份ABS树脂、0.5份OP蜡混合，再将0.15份引发剂TMCH与1份苯乙烯和1份马来酸酐混合，最后将两份混合物置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET相容剂前体。
将该ABS/PET相容剂前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为120-130℃、二区温度为140-160℃、三区温度为150-190℃、四区温度为150-190℃、五区温度为150-190℃、六区温度为150-190℃、七区温度为150-190℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET相容剂颗粒料。将该ABS/PET相容剂在鼓风干燥箱中于70-90℃条件下干燥2小时备用。
再将5份该ABS/PET相容剂、65份ABS和30份PET树脂(特性黏度为0.68Dl/g，广东佛山产PET FC-01-68，125℃干燥3小时，水分控制在0.05％)置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET合金前体，将该ABS/PET合金前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为200-230℃、二区温度为210-240℃、三区温度为220-245℃、四区温度为220-250℃、五区温度为220-250℃、六区温度为220-240℃、七区温度为230-250℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET合金工程塑料。将该ABS/PET合金工程塑料在鼓风干燥箱中于80-100℃条件下干燥2小时。然后经注塑机制备成标准测试样条。
实施例四
将98份ABS树脂在温度为70-90℃下干燥2小时，控制含水量在0.05％以下。
然后先将干燥后的98份ABS树脂、0.5份白油混合，再将0.15份引发剂BIPB与1份甲基丙烯酸缩水甘油酯和1份丙烯酸乙酯混合，最后将两份混合物置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET相容剂前体。
将该ABS/PET相容剂前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为120-130℃、二区温度为140-160℃、三区温度为150-190℃、四区温度为150-190℃、五区温度为150-190℃、六区温度为150-190℃、七区温度为150-190℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET相容剂颗粒料。将该ABS/PET相容剂在鼓风干燥箱中于70-90℃条件下干燥2小时备用。
再将5份该ABS/PET相容剂、65份ABS和30份PET树脂(特性黏度为0.68Dl/g，广东佛山产PET FC-01-68，125℃干燥3小时，水分控制在0.05％)置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET合金前体，将该ABS/PET合金前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为200-230℃、二区温度为210-240℃、三区温度为220-245℃、四区温度为220-250℃、五区温度为220-250℃、六区温度为220-240℃、七区温度为230-250℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET合金工程塑料。将该ABS/PET合金工程塑料在鼓风干燥箱中于80-100℃条件下干燥2小时。然后经注塑机制备成标准测试样条。
对比例一
将70份ABS和30份PET树脂(特性黏度为0.68Dl/g，广东佛山产PETFC-01-68，125℃干燥3小时，水分控制在0.05％)置于搅拌桶中搅拌2分钟得到ABS/PET合金前体，将该ABS/PET合金前体经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出造粒步骤中，一区温度为200-230℃、二区温度为210-240℃、三区温度为220-245℃、四区温度为220-250℃、五区温度为220-250℃、六区温度为220-240℃、七区温度为230-250℃，挤出处理的时间为2分钟，得到ABS/PET合金工程塑料。将该ABS/PET合金工程塑料在鼓风干燥箱中于80-100℃条件下干燥2小时。然后经注塑机制备成标准测试样条。
请参阅下表，表中显示本发明实施例ABS/PET工程塑料性能测试结果：
从表中可以看出，由不同单体接枝制备的合金相容剂能很好的起到联接两不相容的树脂；相容剂的加入对ABS/PET合金的拉伸性能影响较小，对弯曲强度及弯曲模量有较大的影响，能显著提高ABS/PET合金的断裂伸长率和冲击性能。
这证明ABS/PET相容剂的加入能极大的改善了ABS/PET合金中ABS树脂和PET树脂的界面，提高相容性、综合性能，部分替代ABS工程塑料，降低生产成本。本发明实施例ABS/PET相容剂制备方法，使用的原材料来源广泛，成本低廉，使产品在满足高标准的要求的前提下具有极大的市场竞争力，制备过程简单，生产工艺流畅、可控，生产效益高，非常适于工业化生产。
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 (7)
1.一种ABS/PET相容剂，其特征在于，按重量份由以下组分组成：
所述接枝单体混合物选自苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐中至少两种混合而成。
2.根据权利要求1所述的ABS/PET相容剂，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的橡胶含量为35-60％。
3.根据权利要求1所述的ABS/PET相容剂，其特征在于，所述润滑剂为白矿油、OP蜡、偶联剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的ABS/PET相容剂，其特征在于，所述的引发剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯、三烯丙基异三聚氰酸酯和1，1-双叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷中的一种或多种。
5.一种权利要求1所述的ABS/PET相容剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)按照权利要求1的重量份秤取原料并按以下顺序混合均匀：
第一步，先将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与润滑剂混合均匀，
第二步，将引发剂溶入接枝单体混合物中，
第三步，将完全溶解的引发剂和接枝单体混合物与第一步制得的混合物混合均匀，即得到ABS/PET相容剂前体；
b)将所述的ABS/PET相容剂前体于120-190℃条件下挤出处理，即得到ABS/PET相容剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述挤出处理的温度具体为：一区120-130℃、二区140-160℃、三区150-190℃、四区150-190℃、五区150-190℃、六区150-190℃、七区150-190℃；挤出处理的时间为1-5分钟。
7.一种ABS/PET合金，其组分中包括ABS树脂、PET树脂和相容剂，其特征在于，所述的相容剂为权利要求1至4中所述的ABS/PET相容剂。
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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: 20120307 |