CN102532781B - 一种高光泽耐刮擦abs类树脂及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽耐刮擦abs类树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种ABS类树脂及其制备方法。本发明提供的ABS类树脂包括以下组分和重量份：ABS类树脂80-40份、聚甲基丙烯酸酯20-60份、相容剂1-6份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份。该ABS类树脂的制备方法包括以下步骤：首先将ABS类树脂、聚甲基丙烯酸酯、相容剂、耐刮擦剂、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂，加入高速搅拌机中混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。本发明的高光泽耐刮擦ABS类树脂，不仅保留了ABS类树脂原有的优良性能，还具有高光、环保、耐刮擦等一系列突出的优点。

Description

一种高光泽耐刮擦ABS类树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种高光泽耐刮擦ABS类树脂及其制备方法。
背景技术
ABS类树脂具有良好的尺寸稳定性，耐蠕变性，抗冲击性、优良的可加工性，因此被广泛的应用于家电、汽车、电子电器等领域。随着社会的发展，人们生活品质的提高，对材料的要求也越来越多，产品也变的日益专业化。现在对这类产品又提出了高光泽、耐刮擦的要求。
普通的ABS类树脂的表面光泽度为80左右，表面铅笔硬度在B-HB级，很难达到高光泽、耐刮擦的要求。聚甲基丙烯酸酯树脂的表面光泽度为100左右，表面铅笔硬度在2H级。用两者互配，理论上是可以提高产品的光泽度、增强产品的耐刮擦性能。然而，ABS类树脂和聚甲基丙烯酸酯树脂的相容性不是很好，两者互配混合时，会产生相分离，直接影响到产品的各项力学性能以及光泽度和表面耐刮擦性，这也使得这类组合物的应用受到了限制。
目前，现有的ABS树脂和聚甲基丙烯酸酯树脂的组合物，主要是通过添加相容剂以及减少体系里的橡胶含量，来提高组合物的表面硬度，达到耐刮擦的目的，但与此同时，不可避免的降低了组合物的韧性，使得制品抗冲击性能差。综上所述，目前市场更急需开发一种性价比高、加工容易、性能均衡性好的的高光泽耐刮擦ABS类树脂。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种性价比高、加工容易、均衡性好，表面光泽度好，耐刮擦性能好的高光泽耐刮擦ABS类树脂。
本发明的另一目的在于提供一种上述高光泽耐刮擦ABS类树脂的制备方法，该方法流程简单、连续、高效、产品质量稳定。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种高光泽耐刮擦ABS类树脂，该树脂包括以下组分和重量份：ABS类树脂80-40份、聚甲基丙烯酸酯20-60份、相容剂1-6份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份。
所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物(SAN)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)中的一种或者数种的混合物。
所述的聚甲基丙烯酸酯为注塑级的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)或马来酸酐接枝苯乙烯(SMA)中的一种。
所述的耐刮擦剂选自硅酮母粒、纳米硅铝酸盐或聚乙烯蜡的一种或者几种的混合物。
所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂。
所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂。
所述的润滑剂选自N，N′-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种。
此外，还可添加适量的其他助剂，例如脱模剂、光稳定剂、颜料或染料中的一种或几种。
本发明还提供了一种上述高光泽耐刮擦ABS类树脂的制备方法，该方法包括以下步骤：首先将ABS类树脂80-40份、聚甲基丙烯酸酯20-60份、相容剂1-6份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份，加入高速搅拌机中混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所述的双螺杆挤出机的长径比为20∶1～50∶1，优选35∶1；带有精确的温度控制和真空排气设备；螺杆各区的温度设置为180-250℃，优选190-230℃。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明通过添加聚甲基丙烯酸酯树脂提高了ABS类树脂的表面光泽度，并通过添加耐刮擦剂提高了ABS类树脂的耐刮擦性。
2、本发明运用所述配方制得的材料不仅具有良好的表面光泽度和耐刮擦性能，而且还具有加工方便、性价比高、均衡性好的优点。
3、本发明的方法流程简单、连续、高效，制备的产品质量稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。案例中所用原料：ABS-1为锦湖ABS750，ABS-2为ABS 707(奇美)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为PMMA205(奇美)，相容剂为ABS-g-MAH(自制)，耐刮擦剂为纳米硅铝酸盐(富源)，主抗氧剂为Irganox 1076(Ciba精化)，辅抗氧剂为Irgafos 168(Ciba精化)，润滑剂为硬脂酸钙。
测试方法与标准：
弯曲性能(弯曲强度和弯曲模量)按照ASTM D790标准测试。
缺口冲击强度按照ASTM D6110标准测试。
表面光泽度按照ASTM-D2457标准测试。
铅笔硬度按照GB/T 6739-1996标准测试。
实施例1
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表1中。
表1
  原料   实施例1(重量份数)
  ABS-1   63
  PMMA   30
  相容剂   3
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
制备方法：首先将ABS类树脂63重量份、聚甲基丙烯酸酯30重量份、相容剂3重量份、耐刮擦剂4重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份，加入高速搅拌机中充分均匀混合2～5分钟，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，各区温度设置分别为：一区间190℃，二区间200℃，三、四区间210℃，五区间220℃，该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备；物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所得共混物材料的性能测试结果如表2所示(ASTM)。
表2
  性能   实施例1
  弯曲强度(MPa)   82
  弯曲模量(MPa)   2450
  Charpy缺口冲击强度(J/m)   170
  表面光泽度   91
  铅笔硬度(级)   H+
实施例2
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表3中。
表3
  原料   实施例2(重量份数)
  ABS-1   74
  PMMA   20
  相容剂   1
  耐刮擦剂   5
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
制备方法：首先将ABS类树脂74重量份、聚甲基丙烯酸酯20重量份、相容剂1重量份、耐刮擦剂5重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份。加入高速搅拌机中充分均匀混合2～5分钟，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，各区温度设置分别为：一区间190℃，二区间200℃，三、四区间210℃，五区间220℃，该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备；物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表4所示ASTM)。
表4
  项目   实施例2
  弯曲强度(MPa)   75
  弯曲模量(MPa)   2200
  Charpy缺口冲击强度(J/m)   210
  表面光泽度   87
  铅笔硬度(级)   HB+
实施例3
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表5中。
表5
  原料   实施例3(重量份数)
  ABS-1   42
  PMMA   50
  相容剂   5
  耐刮擦剂   3
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
制备方法：首先将ABS类树脂42重量份、聚甲基丙烯酸酯50重量份、相容剂5重量份、耐刮擦剂3重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份，加入高速搅拌机中充分均匀混合2～5分钟，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，各区温度设置分别为：一区间190℃，二区间200℃，三、四区间210℃，五区间220℃，该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备；物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所得共混物材料的测试结果如表6所示(ASTM)。
表6
  项目   实施例3
  弯曲强度(MPa)   97
  弯曲模量(MPa)   2800
  Charpy缺口冲击强度(J/m)   70
  表面光泽度   98
  铅笔硬度(级)   2H
比较例
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表7中。
表7
  原料   比较例(重量份数)
  ABS-1
  ABS-2   63
  PMMA   30
  相容剂   3
  耐刮擦剂   4
  主抗氧剂   0.2
  辅抗氧剂   0.2
  润滑剂   0.5
制备方法：首先将ABS类树脂63重量份、聚甲基丙烯酸酯30重量份、相容剂3重量份、耐刮擦剂4重量份、主抗氧剂0.2重量份、辅抗氧剂0.2重量份、润滑剂0.5重量份，加入高速搅拌机中充分均匀混合2～5分钟，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，各区温度设置分别为：一区间190℃，二区间200℃，三、四区间210℃，五区间220℃，该螺杆挤出机带有精确的温度控制和真空排气设备；物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料。
所得共混物材料的性能测试结果如表8所示(ASTM)。
表8
  性能   比较例
  弯曲强度(MPa)   84
  弯曲模量(MPa)   2501
  Charpy缺口冲击强度(J/m)   110
  表面光泽度   90
  铅笔硬度(级)   H+
从实施例1、2、3可以看出本发明的耐刮擦体系与ABS树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂共混得到的材料，其耐刮擦性、表面光泽度均得到了改进。并随着聚甲基丙烯酸酯树脂量的增加，其刚性、耐刮擦性和表面光泽度均有一定程度的增强，但韧性下降得也很明显。通过对比，可以发现，各项性能在实施例1中得到了良好的平衡。
比较例中各类材料重量份等同于实施例1，对比了不同牌号ABS对材料性能的影响。通过对比可以看出，使用了ABS-2的材料在刚性上略好于使用了ABS-1的材料，但韧性上下降得较明显，表面光泽度和耐刮擦性变化不大。因此，就综合性能而言，实施例1比比较例更好。
从实施例1可以看出，本发明的耐刮擦体系与ABS树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂共混得到的材料，其耐刮擦性、表面光泽度均得到了改进，同时，其刚性和韧性也得到了良好的平衡。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高光泽耐刮擦ABS类树脂，其特征在于：该树脂包括以下组分和重量份，ABS类树脂74-63份、聚甲基丙烯酸酯20-30份、相容剂1-6份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份和润滑剂0.1-1份；所述的相容剂选自马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或马来酸酐接枝苯乙烯中的一种；所述的耐刮擦剂为纳米硅铝酸盐；
所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂；所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂；
所述的润滑剂选自硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种；
所述的聚甲基丙烯酸酯为注塑级的聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于：所述的ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物中的一种或者数种的混合物。
3.根据权利要求1所述的ABS类树脂，其特征在于：所述的ABS类树脂进一步包括脱模剂、光稳定剂、颜料或染料中的一种或几种。
4.权利要求1至3任一所述的ABS类树脂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，首先将ABS类树脂74-63份、聚甲基丙烯酸酯20-30份、相容剂1-6份、耐刮擦剂1-5份、主抗氧剂0.1-1份、辅抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份，加入高速搅拌机中混合均匀，混合完全后，通过精密计量的送料装置，将物料送入双螺杆挤出机中，物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分的熔合，最后经过挤出、拉条、冷却后，制成粒料；
所述的聚甲基丙烯酸酯为注塑级的聚甲基丙烯酸甲酯。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的长径比为20：1～50：1；带有精确的温度控制和真空排气设备；螺杆各区的温度设置为180-250℃。
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