CN103013025A - 一种可用于吹塑成型的综合性能优异的abs树脂组合物及制备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚合物改性技术领域，公开了一种可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂及其制备方法。该ABS树脂是由包括以下重量份的组分制成：100~350份AS树脂、1~500份ABS高胶粉、100~400份ABS树脂、0~200份耐热剂、0~20份橡胶粉、1~5份抗氧化剂、1~5份润滑剂。该改性ABS树脂的制备方法包括以下步骤：将以上比例的各组分放入高速混合机中混合，转速1000~1500rpm/min，待料自然升温到60~80℃后，转速为500~1000rpm/min混合，升温至100~120℃出料；将混合物在180~225℃的挤出机中挤出造粒得到产品。本发明具有极低的熔融指数，良好的冲击强度、弯曲强度以及较高的耐热性。特别适合于汽车尾翼和扰流板的吹塑成型。
Description
技术领域:
本发明属于聚合物改性技术领域，涉及一种吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物及其制备方法。
背景技术:
苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物（ABS）在近半个世纪得到了迅猛发展，由于其良好其抗冲击性、耐热性、尺寸稳定性以及优秀的光泽度和电气性能，已在电子电气、汽车行业上得到了极其广泛的使用。
一般来说，用于吹塑成型的ABS树脂需要较低的熔融指数（一般3-8g/10min，220℃，10kg）以保证尺寸（厚度）的均一性，同时，由于其多用于汽车用大型制件，所以还需较好的抗冲性能与拉伸性能。在加工时，温度提高有利于树脂的均匀塑化和制件的成型，这也需要材料有较好的耐热性能。如果单纯地提高耐热剂的用量，又会使材料的冲击性能得到极大的下降。增加ABS基料中的橡胶相含量可以提高树脂的韧性，但是这样会导致制品的收缩率增大；与此同时，材料的刚性也会有较大的降低。而采用乳液聚合的ABS原料与本体聚合的ABS原料相混合（中国专利200710171581.5、中国专利200580040787.3），却无法改善聚合物的熔融指数，不利于吹塑成型。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种能够平衡熔融指数和冲击力学性能且耐热性好易于吹塑成型的适用于汽车尾翼、扰流板等大型制件的综合性能优异的ABS树脂组合物及制备方法。
本发明的可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物，包括以下重量份的组分：
AS树脂 100~350份；
ABS高胶粉 1~500份；
ABS树脂 100~400份；
耐热剂 0~200份；
橡胶粉 0~20份；
抗氧剂 1~5份；
润滑剂 1~5份；
所述的AS树脂中丙烯腈含量5~40%，重均分子量5×104~5×105，熔融指数1~10g/10min。
所述的ABS高胶粉中聚丁二烯含量＞40%，重均分子量1×105~6×105，平均颗粒直径为200~800nm，熔融温度200~240℃。
所述ABS树脂的熔融指数0.1~10g/10min，密度1.01~1.05g/cm3。
所述的耐热剂为苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺、马来酸酐的共聚物，商品名MS-NB；所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、白油、硅油中的至少一种。
所述的橡胶粉为聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯胶乳和丁二烯-丙烯腈共聚物中的至少一种；其中，聚丁二烯橡胶或苯乙烯-丁二烯胶乳中，顺-1,4-丁二烯链节含量在10%~99%之间，粒径10nm~10μm，重均分子量为1×104~8×105之间；丁二烯-丙烯腈共聚物中，丙烯腈含量为10~50%之间，分子量5×105~8×105之间。
所述的橡胶粉为丁苯橡胶和/或丁腈橡胶。
所述的抗氧剂为β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯）（抗氧剂1076）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧剂1098）和2, 6 -- 二叔丁基-4-甲基苯酚（抗氧剂1010）中的至少一种。
所述ABS树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
将100~350份AS树脂、1~500份ABS高胶粉、100~400份ABS树脂、0~200份耐热剂、0~20份橡胶粉1~5份抗氧剂、1~5份润滑剂放入高速混合机中混合，待料自然升温到60~80℃后，转速为500~1000rpm/min混合，升温至100~120℃出料；将混合物在挤出温度为180~225℃，螺杆转速为180~800rpm/min的挤出机中挤出造粒。
所述的挤出机选自双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
1、本发明的产品熔融指数较低，更有利于吹塑成型；
2、本发明产品拥有较好的冲击性能，而不致拉伸、弯曲性能的降低；并具有较高的耐热性；
3、本发明在配方中添加纯橡胶粉，有利于保证注塑制品尺寸的稳定性；同时，本发明的产品的制作原料易得，高胶粉的用量较少，有利于产品的生产及成本的控制。
具体实施方式:
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不限制本发明的保护范围。如无特别说明，下述实施例中所述用量份均为重量份。
实施例1
将200份AS树脂、300份高胶粉、300份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和硅油1:1的混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
实施例2
为体现本发明的特点，比较不同耐热剂用量的影响，在此进行了实施例2的实验。
将250份AS树脂、300份高胶粉、350份ABS树脂、100份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和硅油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
实施例3
为体现本发明的特点，比较不同高胶粉用量的影响，在此进行了实施例3的实验。
将300份AS树脂、150份高胶粉、350份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和硅油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
实施例4
为体现本发明的特点，比较不同ABS树脂基料用量的影响，在此进行了实施例4的实验。
将350份AS树脂、350份高胶粉、100份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和白油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
实施例5
为体现本发明的特点，比较不同AS树脂用量的影响，在此进行了实施例5和6的实验。
将100份AS树脂、350份高胶粉、350份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1098和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和白油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
实施例6
将250份AS树脂、250份高胶粉、300份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、5份丁苯橡胶、5份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和1010混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和硅油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
比较例1
为比较使用橡胶粉与否对配方的影响，在此使用了比较例1。
将250份AS树脂、250份高胶粉、300份ABS树脂、200苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、4份抗氧剂1076和168混合物、2份润滑剂放入高速混合机中混合5分钟后待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合，升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
比较例2
为比较橡胶粉用量对配方的影响，在此使用了比较例2。
将250份AS树脂、250份高胶粉、300份ABS树脂、200份苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物耐热剂MS-NB、20份丁苯橡胶、20份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和抗氧剂168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和硅油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
比较例3
为比较耐热剂用量对配方的影响，在此使用了比较例3。
将300份AS树脂、300份高胶粉、400份ABS树脂、20份丁苯橡胶、20份丁腈橡胶、4份抗氧剂1076和168混合物、2份乙撑双硬脂酰胺和白油1:1混合物放入高速混合机中混合，待料自然升温到80℃后，转速为500~1000rpm/min混合5分钟后升温至120℃出料；将混合物在长径比40，螺杆直径35mm的挤出机中挤出造粒，下料口温度设置为170℃，螺杆各段挤出温度设置为180~220℃，机头温度225℃。螺杆转速500~800rpm/min。
所有挤出料粒按ASTM进行注塑，注塑样条在23℃、相对湿度50%条件下稳定24h后进行性能测试，所述的注塑模具是适用于注塑苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物组合物制品的注塑机。
测试标准如下：
拉伸强度按照ASTM D638，采用哑铃型样条；
弯曲强度和弯曲模量按照ASTM D790，采用矩形样条；
简支梁冲击强度按照ASTM D6110，缺口宽度为样条宽度的1/5；
维卡软化温度按照ASTM D1525。
配方表与性能测试结果分见表1与表2。
表1 各实施例配方一览
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 |
| AS树脂 | 200 | 250 | 300 | 350 | 100 | 250 | 200 | 200 | 300 |
| ABS高胶粉 | 300 | 300 | 150 | 350 | 350 | 250 | 300 | 300 | 300 |
| ABS基料 | 300 | 350 | 350 | 100 | 350 | 300 | 300 | 300 | 400 |
| 耐热剂 | 200 | 100 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 0 |
| 丁苯橡胶 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 0 | 20 | 20 |
| 丁腈橡胶 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 0 | 20 | 20 |
| 抗氧剂混合物 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 润滑剂混合物 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
表2 各实施例性能测试结果
结果分析：
1.相比现有熔指3-8之间的吹塑级ABS产品（如中国专利200710171581.5、中国专利200580040787.3），本发明熔融指数大多均在0.6-1.5之间，更适合吹塑成型；
2.本发明所得产品的缺口冲击可以达到30KJ/m2，相比中国专利200580040787.3有极大的提高，同时刚性也较好，弯曲强度能够达到65MPa以上，拉伸强度也可达到35MPa以上；
3.通过上述表可以看出，中等ABS高胶粉含量（30%左右）的树脂混合物有利于冲击性能的提高与熔指的降低，但同时会降低其刚性，弯曲强度会降至65MPa左右。相比CN1053075A与CN1330687A使用了50%以上的高胶粉来说，产皮成本会有极大的下降。耐热剂用量的增大（实施例1 vs.2）一方面会提高其维卡软化点，另一方面也可增加其流动性，使得加工工艺较为简单，制件外观更为平整；
4. ABS树脂基料会增加其冲击强度并降低熔指；AS树脂可以维持产品的刚性。
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 (10)
1.一种可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物，其特征在于，此ABS树脂组合物由以下重量份的组分制成：
AS树脂 100~350份；
ABS高胶粉 1~500份；
ABS树脂 100~400份；
耐热剂 0~200份；
橡胶粉 0~20份；
抗氧剂 1~5份；
润滑剂 1~5份。
2.根据权利要求1所述的可用于吹塑成型的综合性能优异的该ABS树脂组合物，其特征在于，所述的耐热剂为苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺、马来酸酐的共聚物；所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、白油、硅油中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的AS树脂中丙烯腈含量5~40%，重均分子量5×104~5×105，熔融指数1~10g/10min。
4.根据权利要求1所述的可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物，其特征在于：所述的ABS高胶粉中聚丁二烯含量＞40%，重均分子量1×105~6×105，平均颗粒直径为200~800nm，熔融温度200~240℃。
5.根据权利要求1所述的可用于吹塑成型的综合性能优异的ABS树脂组合物，其特征在于：所述ABS树脂的熔融指数0.1~10g/10min，密度1.01~1.05g/cm3。
6.根据权利要求 1所述的ABS树脂组合物，其特征在于：所述的橡胶粉为聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯胶乳和丁二烯-丙烯腈共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的ABS树脂组合物，其特征在于：所述的橡胶粉为丁苯橡胶和/或丁腈橡胶。
8.根据权利要求1所述的ABS树脂组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和2, 6 -- 二叔丁基-4-甲基苯酚中的至少一种。
9.权利要求1-8中任一项所述ABS树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
将100~350份AS树脂、1~500份ABS高胶粉、100~400份ABS树脂、0~200份耐热剂、0~20份橡胶粉1~5份抗氧剂、1~5份润滑剂放入高速混合机中混合，待料自然升温到60~80℃后，转速为500~1000rpm/min混合，升温至100~120℃出料；将混合物在挤出温度为180~225℃，螺杆转速为180~800rpm/min的挤出机中挤出造粒。
10.根据权利要求9所述的ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于：所述的挤出机选自双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130403 |