CN103073838A - 一种abs/pom合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了ABS/POM合金及其制备方法。ABS/POM合金按重量百分比由以下组分组成：聚甲醛65－80%；长连羧酸钙盐0.1－0.5%；ABS8-20%；三聚氰胺尿酸盐0.1-1%；相容剂4－9%；增韧剂5-16%；抗氧剂0.1－1%；润滑剂0.1－5%；相容剂为ABS接枝马来酸酐和SEBS接枝马来酸酐复配；增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体。本发明使用ABS接枝马来酸酐和SEBS接枝马来酸酐互配的形式来改善POM和ABS的相容性，改善了两者相容性，采用聚氨脂弹性体作为增韧剂进一步提高了合金的冲击性能。

Description

一种ABS/POM合金及其制备方法

[技术领域]

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种ABS/POM合金及其制备方法。

[背景技术]

POM（聚甲醛）树脂在五大通用工程塑料之一。而且在汽车上的应用也越来越多，因此对于目前市场上的改性POM来满足客户显然是不够的，因此POM的多样化合金也就越来越有必要了，比如POM/PP、POM/ABS、POM/AS、等等，按照客户的要求设计出不同的合金，正是合金的出现才使得原本一种材料无法达到客户要求而变得可能，但是合金的设计问题又非常多，其中最主要的就是两种不同分子结构的相容性问题，相容性的好坏也直接影响到合金的性能，其中最为显著的问题就是一个冲击性能，相容性差的合金冲击强度不够，使得做出来的产品比较脆。

解决POM合金冲击不够的关键问题就是相容剂的选择。相容性的好坏直接影响到POM合金的冲击性能。ABS和POM的相容性非常的不好，国内外发明对POM/ABS合金的描述比较少，特别是高冲击POM/ABS 合金的更是没有出现。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高冲击强度的ABS/POM合金及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种ABS/POM合金，按重量百分比由以下组分组成：

聚甲醛     65－80%；

长连羧酸钙盐   0.1－0.5%；

ABS       8-20%；

三聚氰胺尿酸盐   0.1-1%；

相容剂    4－9%；

增韧剂    5-16%；

抗氧剂    0.1－1%；

润滑剂    0.1－5%；

相容剂为ABS接枝马来酸酐和SEBS接枝马来酸酐复配；增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体。

以上所述的ABS/POM合金，ABS接枝马来酸酐按以下步骤制备; 将以下重量百分比的原料混合， 在温度为140-200℃条件下挤出反应，

以上所述的ABS/POM合金，SEBS接枝马来酸酐按以下步骤制备; 将以下重量百分比的原料混合， 在温度为160-200℃条件下挤出反应，

以上所述的ABS/POM合金，所述的。所述聚甲醛的熔融指数为8-9g/10min（熔融指数测试条件为190度、2.16kg），熔点为165℃-175℃。

以上所述的ABS/POM合金，长连羧酸钙盐为克莱恩的CAV102， ABS的冲击强度大于160J/m。

以上所述的ABS/POM合金，三聚氰胺尿酸盐为改性MCA（如何改性的，需要定义）。

以上所述的ABS/POM合金，所述的改性MCA通过以下方法制备：按重量百分比，称取三聚氰胺 15-25% ，氰尿酸 15-25%， 二氧化硅溶胶 15-25%， 水25-50% ，在温度在150-200%℃条件下反应时间0.5-1小时；反应得到的溶液进行洗涤除去杂质，再进行过滤、分离、干燥得到固体物，将得到的固体物粉碎得到改性MCA粉末。

以上所述的ABS/POM合金，抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。润滑剂为脂肪酸酰胺。

以上所述的ABS/POM合金，按重量百分比由以下组分组成：

聚甲醛    65－68%；

长连羧酸钙盐     0.1－0.5%；

ABS        9-12%；

三聚氰胺尿酸盐    0.1-1%；

相容剂     7－9%；

增韧剂     14-16%；

抗氧剂      0.1－1%；

润滑剂      0.1－0.5%。

一种以上所述ABS/POM合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照上述的重量百分比称取原料；

（2）将聚甲醛、长连羧酸钙盐、ABS、三聚氰胺尿酸盐、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合3-7分钟；

（3）将步骤（2）中混好的原料投置于双螺杆挤出机中掺混，经过熔融挤出，造粒。生产工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为150-200℃，二区温度为150-200℃，三区温度为150-200℃，四区温度为150-200℃，混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明使用ABS接枝马来酸酐和SEBS接枝马来酸酐互配的形式来改善POM和ABS的相容性，从来很好的改善了两者相容性差的问题，并且采用聚氨脂弹性体作为增韧剂也更加有效的提高了合金的冲击性能。

（2）由于使用的助剂均为市售，降低了生产成本；

（3）制备过程简单，生产工艺容易控制。

[具体实施方式]

下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：

本发明提供的高耐热玻纤增强聚酯复合材料，其组成(重量%)为：聚甲醛45－87%；成核剂-长连羧酸钙盐0.3－5%；ABS 10-40%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1-1%；相容剂1－8%；增韧剂-聚氨酯弹性体 1-3%、抗氧剂0.1－1%；润滑剂0.1－5%。

上述配方中的聚甲醛，熔融指数为8-9g/10min（测试条件；190℃、2.16kg））、熔点为165℃-175℃；长连羧酸钙盐为克莱恩的CAV102；ABS为上海高桥的275，其冲击强度大于160J/m（测试标准ASTM D256）；稳定剂三聚氰胺尿酸盐为改性MCA；相容剂为马来酸酐接枝ABS（接枝率0.8）和SEBS接枝马来酸酐（接枝率0.8）两者重量混合比例在1:0.5；抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；润滑剂为脂肪酸酰胺；选择的增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体（TPU）。

本发明改性MCA通过以下方法制备：按重量百分比，称取三聚氰胺 20% 、氰尿酸 20% 、二氧化硅溶胶 25%、 水45% ， 在150-200℃的温度条件下， 溶液PH=9， 反应时间1小时； 然后对得到的溶液进行反复洗涤除去杂质，再过滤分离干燥，最后将干燥后的固体粉碎得到改性MCA粉末。

原料中的二氧化硅溶胶是由福州三邦硅材料有限公司提供的纳米级二氧化硅溶胶S-GRJ-35C ，纳米级别更有利于其在溶液中的分散。

本发明ABS接枝马来酸酐的制备方法如下; 将如下重量百分比的原料混合， 在温度为140-200℃条件下挤出反应，得到相容剂，

SEBS接枝马来酸酐的制备方法如下; 将如下重量百分比的原料混合，在温度为160-200℃条件下挤出反应，得到相容剂，

因ABS和POM的相容性非常的不好，但是在本发明中使用了ABS接枝马来酸酐以及SEBS接枝马来酸酐作为相容剂，使得其合金的相容性得以改善，在把TPU作为增韧剂使得整个合金在韧性上具有明显的提高。

本发明ABS/POM合金的制备过程如下：

（1）按照重量百分比称取原料；

（2）将POM、成核剂、亚光ABS、相容剂、稳定剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂在中速混合器中混合3-7分钟；

（3）将（2）混好的原料投置于双螺杆挤出机中经过熔融挤出，造粒。生产工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为150-200℃，二区温度为150-200℃，三区温度为150-200℃，四区温度为150-200℃，混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。

下面结合具体实施例对本发明作详细的描述：

对比例1

聚甲醛84.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；增韧剂-聚氨酯弹性体 5%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%；经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

对比例2

聚甲醛79.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；增韧剂-聚氨酯弹性体10%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%；经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

对比例3

聚甲醛74.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；增韧剂-聚氨酯弹性体 15%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%；经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例1

聚甲醛79.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂 5%；增韧剂-聚氨酯弹性体 5%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%。经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例2

聚甲醛74.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂 5%；增韧剂-聚氨酯弹性体10%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%；经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例3

聚甲醛74.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂 5%，增韧剂-聚氨酯弹性体 15%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%；经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例4

聚甲醛76.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂8%；增韧剂-聚氨酯弹性体 5%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%。经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例5

聚甲醛71.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂8%；增韧剂-聚氨酯弹性体 10%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%。经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

实施例6

聚甲醛66.3%；成核剂-长连羧酸钙盐0.1%；ABS 10%；稳定剂-三聚氰胺尿酸盐 0.1%；相容剂8%；增韧剂-聚氨酯弹性体 10%；抗氧剂0.2%；润滑剂0.3%。经过熔融温度为150-200℃双螺杆挤出机挤出，造粒。

其中各区段温度为：一区150℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区180℃，混合料在螺杆中输送时间为90秒钟。

性能测试：

将上述6个实施例和3个对比例完成造粒的粒子在80-100℃的鼓风烘箱中干燥4-6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70-100℃之间。

拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验，试样类型为I型，样条尺寸（mm）：170（长）×（20±0.2）（端部宽度）×(4±0.2)（厚度），拉伸速度为50 mm/min；

弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)，弯曲速度为20 mm/min；

缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验，试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2 mm；

对比例1-3和实施例1-9配方及性能见表1：

表1

通过对上述表格中的数据分析后得知，从缺口冲击强度来看，对比例因没有添加本发明的相容剂，冲击强度明显偏低，可以看出两款材料的相容性不太好，从拉伸强度以及弯曲强度也反应出这个问题。从整个试验数据来看，当只添加本发明的相容剂，而没有添加增韧剂的时候，韧性还是较低，这个从冲击强度方面可以看出来，当相容剂为8%（重量百分比）和增韧剂为15%（重量百分比）时冲击强度最高，达到了38KJ/m²，其他综合性能良好。当相容剂低于5%的时候，材料的冲击性能明显偏低，即使在增加增韧剂的量为15%的时候，冲击性能也没有发生很大的变化，造成这个现象的最可能的原因是POM和ABS的相容性不太好。

以上对本发明所提供的一种高冲击POM和ABS的合金及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种ABS/POM合金，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：

聚甲醛     65－80%；

长连羧酸钙盐   0.1－0.5%；

ABS       8-20%；

三聚氰胺尿酸盐   0.1-1%；

相容剂    4－9%；

增韧剂    5-16%；

抗氧剂    0.1－1%；

润滑剂    0.1－5%；

相容剂为ABS接枝马来酸酐和SEBS接枝马来酸酐复配；增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体。

2.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，ABS接枝马来酸酐按以下步骤制备; 将以下重量百分比的原料混合， 在温度为140-200℃条件下挤出反应，

3.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，SEBS接枝马来酸酐按以下步骤制备; 将以下重量百分比的原料混合， 在温度为160-200℃条件下挤出反应，

4.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，所述聚甲醛的熔融指数为8-9g/10min（熔融指数测试条件为190度、2.16kg），熔点为165℃-175℃。

5.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，长连羧酸钙盐为克莱恩的CAV102， ABS的冲击强度大于160J/m。

6.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，三聚氰胺尿酸盐为改性MCA。

7.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，所述的改性MCA通过以下方法制备：按重量百分比，称取三聚氰胺 15-25% ，氰尿酸15-25%， 二氧化硅溶胶 15-25%， 水25-50% ，在温度在150-200%℃条件下反应时间 0.5-1小时；反应得到的溶液进行洗涤除去杂质，再进行过滤、分离、干燥得到固体物，将得到的固体物粉碎得到改性MCA粉末。

8.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺；润滑剂为脂肪酸酰胺。

9.根据权利要求1所述的ABS/POM合金，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：

聚甲醛    65－68%；

长连羧酸钙盐     0.1－0.5%；

ABS        9-12%；

三聚氰胺尿酸盐    0.1-1%；

相容剂     7－9%；

增韧剂     14-16%；

抗氧剂      0.1－1%；

润滑剂      0.1－0.5%。

10.一种权利要求1所述ABS/POM合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照权利要求1所述的重量百分比称取原料；

（2）将聚甲醛、长连羧酸钙盐、ABS、三聚氰胺尿酸盐、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、相容剂在中速混合器中混合3-7分钟；

（3）将步骤（2）中混好的原料投置于双螺杆挤出机中掺混，经过熔融挤出，造粒。生产工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为150-200℃，二区温度为150-200℃，三区温度为150-200℃，四区温度为150-200℃，混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。