CN102807752B - 一种pa6/abs类合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种PA6/ABS类合金及制备方法。本发明公开的PA6/ABS类合金包括以下组分和重量份：ABS类树脂15-40份、聚酰胺树脂45-80份、相容剂0.5-5份、云母5-20份、耐热剂1-10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。该PA6/ABS类合金的制备方法包括以下步骤：首先将ABS类树脂、聚酰胺树脂、相容剂、云母、耐热剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和润滑剂加入高速搅拌机中充分混合均匀，然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PA6/ABS类合金，不仅保留了PA6/ABS类合金原有的优良性能，还具有易加工、综合性能好、高尺寸稳定性等一系列突出的优点。

Description

一种PA6/ABS类合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种PA6/ABS类合金及其制备方法。
背景技术
聚酰胺6(Polyamide，缩写为PA6，俗称尼龙6)，具有高强度、耐磨等优良特性，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)树脂是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚得到的聚合物，由于具有均衡的韧性和刚性，良好的耐化学溶剂性、易加工等优点，常应用于汽车、电子电器等领域，并且ABS有着易加工改性的特点，因此经常以改性化或合金化的形式被应用，常见的ABS合金包括ABS/PC、ABS/PVC、ABS/PBT等等，ABS/PA合金也是近年来常被研究的高分子合金。
但由于PA6是结晶型聚合物，其尺寸稳定性较差，一般情况下，收缩率为1.4％～1.8％。ABS是非结晶型聚合物，其尺寸稳定性相对较好，一般在0.5％左右。两者互配混合，可以在一定程度上改善共混物的尺寸稳定性，但效果有限。与此同时，由于PA6和ABS热力学上的不相容，以及ABS中的橡胶相的存在，直接影响共混物的力学性能和热学性能，这也使得这类组合物的应用受到了限制。从目前的研究成果来看，大部分都集中于对PA和ABS相容性的研究，此问题也得到了解决，但是解决相容性问题后，PA/ABS合金的性能较差，因此如何提高PA/ABS合金的性能也是一个重要的研究方向，比如说增韧、增强、高耐热、高尺寸稳定性、阻燃等性能的优化，在这一方面国内的专利还很少见，仅有的几篇也只是提供了一些改善相容性以及阻燃、增韧的方法。基于以上因素，本发明提供了一种性价比高、加工容易、性能均衡性好的高尺寸稳定性耐热PA6/ABS类合金。
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PA6/ABS类合金，该PA6/ABS类合金具有性价比高、加工容易和均衡性好优点。
本发明的另一个目的是提供一种上述PA6/ABS类合金的制备方法，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PA6/ABS类合金，该PA6/ABS类合金包括以下组分和重量份：ABS类树脂15-40份、聚酰胺树脂45-80份、相容剂0.5-5份、云母5-20份、耐热剂1-10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ABS类树脂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)中的一种或几种的混合物。
所述的聚酰胺树脂为相对粘度2.4-3.8P·S的PA6。
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(PS-g-MAH)中的一种。
所述的云母为600-1250目。
所述的耐热剂选自苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物、苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺共聚物(MS-NB)或苯乙烯-N间甲苯基马来酰亚胺共聚物中的一种。
所述的主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂，进一步选自2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(4’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯(抗氧剂1076)、β-(3，5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯或四[亚甲基-3，-3’，5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷中的一种。
所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类辅抗氧剂，进一步选自亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯或三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种。
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、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的一种。
本发明的PA6/ABS类合金根据产品要求和性能要求可进一步添加包括脱模剂、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PA6/ABS类合金的制备方法，该方法包括以下步骤：首先将ABS类树脂15-40份、聚酰胺树脂45-80份、相容剂0.5-5份、云母5-20份、耐热剂1-10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，加入高速搅拌机中充分混合均匀，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195-270℃，优选210-260℃。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明通过添加无机矿物填料提高了PA6/ABS类合金的尺寸稳定性，通过添加耐热剂提高了PA6/ABS类合金的耐热性，并通过添加相容剂改善了PA6和ABS的相容性。
2、本发明运用所述配方制得的材料不仅具有高尺寸稳定性、耐热性，而且还具有加工方便、性价比高、均衡性好、绿色环保的优点。
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 181H(锦湖)，AS 80HF(宁波甬兴)，PA6 IM(古比雪夫氮，相对粘度2.4-3.8P·S)，相容剂为ABS-g-MAH(自制)，云母(600目)，耐热剂为MS-NB(电气化学)，主抗氧剂为抗氧剂1076(Ciba精化，Irganox1076)，辅抗氧剂为抗氧剂168(Ciba精化，Irgafos 168)，润滑剂为聚乙烯蜡(霍尼韦尔)。测试方法与标准：
维卡软化温度按照ASTM D1525标准测试。
收缩率按照ASTM-D955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   重量份数
  ABS   13
  AS   10
  PA6   60
  ABS-g-MAH   1
  云母   10
  MS-NB   5
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂13重量份、AS树脂10重量份、PA6树脂60重量份、相ABS-g-MAH1重量份、云母10重量份、MS-NB5重量份、Irganox 10760.2重量份、Irgafos 1680.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间235、四区间250℃，五区间260℃，该螺杆挤出机长径比为35∶1，并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
  维卡软化温度(℃)(50N)   165
  收缩率(％)   0.25
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   13
  AS   10
  PA6   65
  ABS-g-MAH   1
  云母   5
  MS-NB   5
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂13重量份、AS树脂10重量份、PA6树脂65重量份、相ABS-g-MAH1重量份、云母5重量份、MS-NB5重量份、Irganox 107602重量份、Irgafos 1680.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间235、四区间250℃，五区间260℃，该螺杆挤出机长径比为35∶1，并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
  维卡软化温度(℃)(50N)   160
  收缩率(％)   0.3
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   13
  AS   10
  PA6   55
  ABS-g-MAH   1
  云母   15
  MS-NB   5
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂13重量份、AS树脂10重量份、PA6树脂55重量份、相ABS-g-MAH1重量份、云母15重量份、MS-NB5重量份、Irganox 10760.2重量份、Irgafos 1680.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间235、四区间250℃，五区间260℃，该螺杆挤出机长径比为35∶1，并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
  维卡软化温度(℃)(50N)   145
  收缩率(％)   0.2
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   19
  AS   19
  PA6   60
  AB S-g-MAH   1
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂19重量份、AS树脂19重量份、PA6树脂60重量份、相容剂1重量份、Irganox 1076 0.2重量份、Irgafos 168 0.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间235、四区间250℃，五区间260℃，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
  维卡软化温度(℃)(50N)   115
  收缩率(％)   0.75
对比比较例和实施例可以发现，在ABS树脂和聚酰胺树脂的共混物中添加填充耐热体系，可以明显得提高共混物的耐热性以及尺寸稳定性。在ABS树脂重量份保持不变的前提下，随着无机填料重量份的增加，其尺寸稳定性更加完好，但对耐热性而言，并非成线性增长关系。因此对比实施例1、2、3可以得出，在实施例1中，两种性能得到了较好的平衡。
实施例4
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表9中。
表9
  原料   实施例4(重量份数)
  ABS   18
  AS   17
  PA6   45
  ABS-g-MAH   1
  云母   13
  MS-NB   5
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂18重量份、AS树脂20重量份、PA6树脂45重量份、相ABS-g-MAH1重量份、云母10重量份、MS-NB5重量份、Irganox 10760.2重量份、Irgafos 1680.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间230、四区间240℃，五区间250℃，该螺杆挤出机长径比为35∶1，并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10所示(ASTM)。
表10
  性能   实施例4
  维卡软化温度(℃)(50N)   160
  收缩率(％)   0.20
实施例5
本实施例中所用的各种物质的重量份数列于表11中。
表11
  原料   实施例5(重量份数)
  ABS   13
  AS   10
  PA6   45
  ABS-g-MAH   1
  云母   20
  MS-NB   10
  Irganox 1076   0.2
  Irgafos 168   0.3
  聚乙烯蜡   0.5
制备方法：首先将ABS树脂13重量份、AS树脂10重量份、PA6树脂45重量份、相ABS-g-MAH1重量份、云母20重量份、MS-NB10重量份、Irganox 10760.2重量份、Irgafos 1680.3重量份、聚乙烯蜡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210℃，二区间220℃，三区间230、四区间240℃，五区间250℃，该螺杆挤出机长径比为35∶1，并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12所示(ASTM)。
表12
  性能   实施例5
  维卡软化温度(℃)(50N)   155
  收缩率(％)   0.20
上述对实施例的描述是为了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 (9)

1.一种PA6/ABS类合金，其特征在于：该PA6/ABS类合金包括以下组分和重量份：ABS类树脂15-40份、聚酰胺树脂45-80份、相容剂0.5-5份、云母5-20份、耐热剂1-10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、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物的混合物、丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物的混合物、或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯接枝共聚物和丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物的混合物；
所述的聚酰胺树脂为相对粘度2.4-3.8P·S的PA6；
所述的耐热剂选自苯乙烯-N苯基马来酰亚胺-丙烯腈共聚物、苯乙烯-N甲苯基马来酰亚胺共聚物或苯乙烯-N间甲苯基马来酰亚胺共聚物中的一种；
所述的云母为600-1250目。
2.根据权利要求1所述的PA6/ABS类合金，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的PA6/ABS类合金，其特征在于：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。
4.根据权利要求3所述的PA6/ABS类合金，其特征在于：所述的主抗氧剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙烯酸十八基酯、β-(3,5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯或四[亚甲基-3，-3’，5-(二叔丁基-4-羟基-苯基)丙烯酸]甲烷中的一种；所述的辅抗氧剂选自亚磷酸三苯酯、三壬基苯基亚磷酸酯或三(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的PA6/ABS类合金，其特征在于：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、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的一种。
6.权利要求1至5任一所述的PA6/ABS类合金的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，首先将ABS类树脂15-40份、聚酰胺树脂45-80份、相容剂0.5-5份、云母5-20份、耐热剂1-10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，加入高速搅拌机中充分混合均匀，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。
7.根据权利要求6所述的PA6/ABS类合金的制备方法，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195-270℃。
8.根据权利要求7所述的PA6/ABS类合金的制备方法，其特征在于：螺杆各区的温度设置为210-260℃。
9.根据权利要求7所述的PA6/ABS类合金的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的长径比为35：1。
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