CN102827453A - 一种防尘耐老化黑色高光abs合金及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其各组分的重量百分比为：ABS树脂：48～60%；PMMA树脂：22～30%；相容剂：12～18%；防尘耐老化高光黑色母粒：4～6%。防尘耐老化高光黑色母粒中的防老剂与色素碳黑共同组成防老化体系，碳纳米管、色素碳黑与十二胺聚氧乙烯（2）醚共同组成防尘体系，有效地防止ABS的老化，满足高光ABS合金的着色、保色、保光、和防尘要求。其制备方法是：先制备防尘耐老化高光黑色母粒，再用该母粒制备防尘耐老化黑色高光ABS合金。本发明提供的多功能母粒工艺消除了粉尘的环境污染，实现了ABS树脂及合金的绿色化清洁生产，还具备载体树脂和润滑分散剂用量少、母粒加工能源和加工助剂消耗量低的特征，可广泛适用ABS及合金的成型加工。

Description

一种防尘耐老化黑色高光ABS合金及制备方法

技术领域

本发明涉及高分子合金技术领域，特别是涉及一种防尘耐老化黑色高光ABS合金及制备方法。

背景技术

由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚得到的ABS树脂，以其优异的综合性能被广泛地用于电子、电器工业中，高光ABS合金在高光塑料占有很重的份额。高光ABS合金实现了ABS免喷涂工艺，是电子电器工业中节能环保的新技术。

ABS树脂主链含有双键，是老化问题最为突出的塑料之一。耐老化性能差是ABS最大的缺点之一，在产品使用过程中最早出现的老化现象就是失光（光泽度的丧失），因此对高光ABS合金的保光尤为重要。

ABS合金和其它的高分子材料一样具有很高的表面电阻，表面电阻达10¹⁵Ω·cm ，在制备和使用过程中会吸附灰尘，影响ABS合金的光泽。

ABS合金母料的加工工艺，目前使用有色粉着色和粉料助剂直接添加工艺，有单一母粒着色和单一功能母粒添加工艺及粉料和母粒混合添加工艺。含粉料的加工工艺不但粉料分散不均匀，而且有污染生产环境的弱点；而单一母粒加工工艺则具有载体树脂和分散润滑剂用量大，加工过程的能量和加工助剂消耗高等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种防尘耐老化黑色高光ABS合金及制备方法。

本发明的技术方案是：一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其各组分的重量百分比为：ABS树脂：48～60%；PMMA树脂：22～30%；相容剂：12～18%；防尘耐老化高光黑色母粒：4～6%。

所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚树脂，其各组分的重量百分比为：丙烯腈：10～30%、丁二烯：5～30%、苯乙烯40～70%；

所述PMMA树脂为透明树脂，透光率≥90%；

所述相容剂为MBS树脂和AS树脂按重量比1:1～2混合的树脂，MBS树脂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯的三元共聚树脂，MBS树脂为透明树脂，透光率≥85%，AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚树脂，AS树脂为透明树脂，透光率≥85%。

相容剂的作用是增加ABS树脂和PMMA树脂相容性；AS树脂具有优良的刚性、抗冲击性和表面性能，可提高ABS合金的表面硬度和抗划伤能力；MBS树脂具有优良的弹性和抗冲击性，可增加ABS合金的韧性。

所述的防尘耐老化高光黑色母粒各组分的重量百分比为：色素碳黑：25～33%；碳纳米管：0.5～1.5%；十二胺聚氧乙烯（2）醚：0.5～1.5%；防老剂：8～12%；分散润滑剂：12～16%；载体树脂：40～50%。

    所述防老剂由光稳定剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，其重量比4:4:3。光稳定剂由受阻胺770和UV- P或UV-327按重量比1:1组成。主抗氧剂由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076按重量比1:2:1组成。辅助抗氧剂由过氧化氢分解剂DSTP和金属钝化剂GI-09-367按重量比1:1组成。上述防老剂与色素碳黑共同组成防老化体系。

老化过程主要是光氧老化和热氧老化，是自由基反应历程。工业化生产的碳黑含有Fe、Cu等过渡金属元素，它们会诱导氢过氧化物分解产生自由基。其老化机理如下所示：

色素碳黑屏蔽紫外线，色素碳黑与光稳定剂UV-P吸收紫外辐射，并将吸收的能量转化为危害小的红外辐射、荧光、磷光、热，减少自由基的产生。金属钝化剂GI-09-367螯合过渡金属元素Fe、Cu等防止自由基的产生。色素碳黑表面有多酚结构具有抗氧剂的功能。与抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076共同终止自由基链反应，辅助抗氧剂DSTP分解氧化反应产生的过氧化物。其防老化反应如下所示：

（1）紫外吸收反应：

                  

（2）螯合过渡金属反应：

（3）终止自由基反应：

                   

（4）分解氢过氧化物反应：

      

受阻胺光稳定剂770是一种多功能高效光稳定剂，具有抗氧剂的功能，在光氧化条件下反应按交变再生机理进行。色素碳黑、受阻胺770和紫外线吸收剂UV-P之间具有良好的协同效益，能进一步提高光稳定性，色素碳黑、受阻胺770、主抗氧剂和辅助抗氧剂之间具有良好的协同效益，能进一步提高抗氧化性，色素碳黑、光稳定剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂之间具有良好的协同效益，能有效地防止ABS树脂的老化。

碳纳米管具有良好的导电性能，与色素碳黑同时作为掺杂的导电材料，十二胺聚氧乙烯（2）醚在表面吸附水分子形成导电层，与碳纳米管和色素碳黑共同形成导电网络，降低体系表面电阻，达到抗静电防灰尘污染的效果。 

    色素碳黑首要功能是用作着色剂给ABS合金着色。

所述分散润滑剂为脂肪族酰胺、双乙撑硬脂酸酰胺与硬脂酸锌按重量比2:3:2组成的混合物。分散润滑剂起分散作用，且具备内外润滑和脱膜作用。

所述载体树脂为AS树脂，熔融指数3～40g/10min，温度230℃，压力0.304 MPa，加入这种同类载体树脂的色母粒不会影响ABS合金制品的综合性能。

本发明还提供了一种防尘耐老化黑色高光ABS合金的制备方法，其生产方法如下：

A、防尘耐老化高光黑色母粒的制备：

先将色素碳黑、碳纳米管、防老剂、分散润滑剂、载体树脂加入高速混合器混合10～30分钟，再加十二胺聚氧乙烯（2）醚搅拌5～10分钟，最后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化高光黑色母粒。

B：先将PMMA树脂在80～90℃环境下干燥2～3小时，然后将干燥后的PMMA树脂、防尘耐老化高光黑色母粒、ABS树脂、相容剂加入低混器中搅拌5～10分钟，再将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

本发明提供的防尘耐老化黑色高光ABS合金具有高的光泽度和优异的耐老化保光性能，同时还具有良好的防灰尘污染性能和防刮痕性能。提供的多功能色母粒加工工艺消除了由粉尘带来的环境污染，实现了ABS树脂及合金的绿色化清洁生产，还具备载体树脂和润滑分散剂用量少、母粒加工能源和加工助剂消耗量低的特征，可广泛适用ABS及合金的成型加工。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步描述。

具体实施方式

实施例一、一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其各组分的重量百分比为：ABS树脂：60%；PMMA树脂：22%；相容剂：12%；防尘耐老化高光黑色母粒：4%。

所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚树脂，其各组分的重量百分比为：丙烯腈：10～30%、丁二烯：5～30%、苯乙烯40～70%；

所述PMMA树脂为透明树脂，透光率≥90%；

所述相容剂为MBS树脂和AS树脂按重量比1:1混合的树脂，MBS树脂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯的三元共聚树脂，MBS树脂为透明树脂，透光率≥85%，AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚树脂，AS树脂为透明树脂，透光率≥85%。

所述的防尘耐老化高光黑色母粒各组分的重量百分比为：色素碳黑：33%；碳纳米管：0.5%；十二胺聚氧乙烯（2）醚：0.5%；防老剂： 8%；分散润滑剂：12%；载体树脂：40%。

所述防老剂由光稳定剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，其重量比4:4:3。光稳定剂由受阻胺770和UV- P按重量比1:1组成。主抗氧剂由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076按重量比1:2:1组成。辅助抗氧剂由过氧化氢分解剂DSTP和金属钝化剂GI-09-367按重量比1:1组成。

所述分散润滑剂为脂肪族酰胺、双乙撑硬脂酸酰胺与硬脂酸锌按重量比2:3:2组成的混合物。

所述载体树脂为AS树脂，熔融指数3～40g/10min，温度230℃，压力0.304 MPa。

本实施例提供的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金的制备方法如下：

A、防尘耐老化高光黑色母粒的制备：

先将色素碳黑、碳纳米管、防老剂、分散润滑剂、载体树脂加入高速混合器混合10分钟，再加十二胺聚氧乙烯（2）醚搅拌5分钟，最后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化高光黑色母粒。

B：先将PMMA树脂在80～90℃环境下干燥2小时，然后将干燥后的PMMA树脂、防尘耐老化高光黑色母粒、ABS树脂、相容剂加入低混器中搅拌5分钟，再将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料。

防尘耐老化黑色高光ABS合金样板的成型及测试：

将防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料用高光模具注射或模压成型制成样板，光泽度测定按GB88072-1988进行，样品面积>40cm²，使用表面光泽测试仪在60^o角下进行测试，测得光泽度为95%。铅笔硬度测试按GB/T6739-1996进行，测得铅笔硬度为1H。表面电阻系数测定按GB1410-89《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》，样品100×100mm²，用高阻计测得表面电阻系数为4.3×10⁹。按GB/T16422.2进行加速老化试验，按GB/T1766-95《色漆和清漆涂层老化的评级方法》进行失光等级评定，氙灯老化72h，失光评级为0级，无失光；氙灯老化500h，失光评级为2级，轻微失光。

实施例二、一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其各组分的重量百分比为： ABS树脂牌号为ABS-GP22：48%；PMMA树脂：30%；相容剂：18%；防尘耐老化高光黑色母粒：6%。

所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚树脂，其各组分的重量百分比为：丙烯腈：10～30%、丁二烯：5～30%、苯乙烯40～70%。

所述PMMA树脂为透明树脂，透光率≥90%。

所述相容剂为MBS树脂和AS树脂按重量比1:2混合的树脂，MBS树脂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯的三元共聚树脂，MBS树脂为透明树脂，透光率≥85%，AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚树脂，AS树脂为透明树脂，透光率≥85%。

所述的防尘耐老化高光黑色母粒各组分的重量百分比为：色素碳黑： 25%；碳纳米管： 1.5%；十二胺聚氧乙烯（2）醚： 1.5%；防老剂：12；分散润滑剂： 18%；载体树脂： 50%。

所述防老剂由光稳定剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，其重量比4:4:3。光稳定剂由受阻胺770和UV-327按重量比1:1组成。主抗氧剂由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076按重量比1:2:1组成。辅助抗氧剂由过氧化氢分解剂DSTP和金属钝化剂GI-09-367按重量比1:1组成。

所述分散润滑剂为脂肪族酰胺、双乙撑硬脂酸酰胺与硬脂酸锌按重量比2:3:2组成的混合物。

所述载体树脂为AS树脂，熔融指数3～40g/10min，温度230℃，压力0.304 MPa。

本实施例提供的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金的制备方法如下：

A、防尘耐老化高光黑色母粒的制备：

先将色素碳黑、碳纳米管、防老剂、分散润滑剂、载体树脂加入高速混合器混合30分钟，再加十二胺聚氧乙烯（2）醚搅拌10分钟，最后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化高光黑色母粒。

B：先将PMMA树脂在80～90℃环境下干燥3小时，然后将干燥后的PMMA树脂、防尘耐老化高光黑色母粒、ABS树脂、相容剂加入低混器中搅拌10分钟，再将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料。

防尘耐老化黑色高光ABS合金样板的成型及测试：

将防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料用高光模具注射或模压成型制成样板，光泽度测定按GB88072-1988进行，样品面积>40cm²，使用表面光泽测试仪在60^o角下进行测试，测得光泽度为96%。铅笔硬度测试按GB/T6739-1996进行，测得铅笔硬度为2H。表面电阻系数测定按GB1410-89《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》，样品100×100mm²，用高阻计测得表面电阻系数为3.6×10⁹。按GB/T16422.2进行加速老化试验，按GB/T1766-95《色漆和清漆涂层老化的评级方法》进行失光等级评定，氙灯老化72h，失光评级为0级，无失光；氙灯老化500h，失光评级为2级，轻微失光。

Claims (5)

1.一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其特征是：其各组分的重量百分比为：ABS树脂：48～60%；PMMA树脂：22～30%；相容剂：12～18%；防尘耐老化高光黑色母粒：4～6%。

2.根据权利要求1所述的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其特征是：所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚树脂，其各组分的重量百分比为：丙烯腈：10～30%、丁二烯：5～30%、苯乙烯40～70%；

所述PMMA树脂为透明树脂，透光率≥90%；

所述相容剂为MBS树脂和AS树脂按重量比1:1～2混合的树脂，MBS树脂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯的三元共聚树脂，MBS树脂为透明树脂，透光率≥85%，AS树脂为丙烯腈、苯乙烯的共聚树脂，AS树脂为透明树脂，透光率≥85%。

3.根据权利要求1或2所述的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其特征是：所述的防尘耐老化高光黑色母粒各组分的重量百分比为：色素碳黑：25～33%；碳纳米管：0.5～1.5%；十二胺聚氧乙烯（2）醚：0.5～1.5%；防老剂：8～12%；分散润滑剂：12～16%；载体树脂：40～50%。

4.根据权利要求3所述的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金，其特征是：所述的防老剂由光稳定剂、主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，其重量比4:4:3；光稳定剂由受阻胺770和UV- P或UV-327按重量比1:1组成；主抗氧剂由抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076按重量比1:2:1组成；辅助抗氧剂由过氧化氢分解剂DSTP和金属钝化剂GI-09-367按重量比1:1组成；

所述的分散润滑剂为脂肪族酰胺、双乙撑硬脂酸酰胺与硬脂酸锌按重量比2:3:2组成的混合物；

所述的载体树脂为AS树脂，熔融指数3～40g/10min，温度230℃，压力0.304 MPa。

5.根据权利要求1所述的一种防尘耐老化黑色高光ABS合金的制备方法，其特征是：

A、防尘耐老化高光黑色母粒的制备：

先将色素碳黑、碳纳米管、防老剂、分散润滑剂、载体树脂加入高速混合器混合10～30分钟，再加十二胺聚氧乙烯（2）醚搅拌5～10分钟，最后将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化高光黑色母粒；

B：先将PMMA树脂在80～90℃环境下干燥2～3小时，然后将干燥后的PMMA树脂、防尘耐老化高光黑色母粒、ABS树脂、相容剂加入低混器中搅拌5～10分钟，再将混合料加入双螺杆挤出机挤出，经冷却烘干切粒包装成所需防尘耐老化黑色高光 ABS合金母料。