CN103102639A - 一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及制备方法 - Google Patents
一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种ABS复合材料，其由50-80重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）树脂、25-65重量份的聚甲基丙烯酸甲酯树脂（PMMA）和0.1-10重量份的乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物（EMA）制成。本发明还公开了该ABS复合材料的制备方法。本发明制备的ABS复合材料具有良好的光泽度、界面相容性及韧性。EMA的加入使得ABS和PMMA两项体系分布均匀，同时EMA在ABS复合体系中呈球形分散，起应力集中物作用，能赋予它极好的韧性，能广泛的应用于各类模塑产品中，尤其是在仪器仪表行业有光泽和耐刮擦要求的产品中。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及制备方法。
背景技术
丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）是综合性能优良的工程塑料，在-40℃时仍能保持较高的冲击强度，同时其尺寸稳定性好，绝缘性佳，耐磨、耐油，广泛应用于仪器电表等领域。但纯ABS存在一些缺陷，如熔体釉度高，流动性差，热稳定性和耐候性不佳，硬度较低，限制了它的进一步应用。
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种光学性能好、耐候性优异、表面硬度较高、机械强度好的热塑性塑料，但其冲击强度不高。研究发现，通过将ABS与PMMA共混而治得ABS/PMMA合金可综合两种塑料的优点，弥补各自的缺点，可望获得具有高光泽、防划伤性能的合金材料。应用于仪器仪表领域在ABS合金材料的体系中，ABS与PMMA是部分兼容体系，直接进行改性造粒容易造成二者分布不均匀，从而导致合金制品的光泽度、拉伸强度不佳，这样大大限制了ABS合金材料在仪器仪表领域上的应用。本发明针对目前ABS合金材料的不足，提供一种提高ABS与PMMA相容性及韧性的方法，使其光泽度及韧性得到改善，让其更好的应用于仪器仪表领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高ABS与PMMA相容性及韧性的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，通过增强PMMA与ABS的相容性来达成对ABS的改性而得到一种具有高光泽度的ABS/PMMA合金体系。
为了达到上述目的，本发明公开了一种ABS/PMMA复合材料，其由以下重量份的组分制成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 50份-80份
聚甲基丙烯酸甲酯 25份-65份
乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物 0.1份-10份。
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂，其平均分子量为8-30万，数均粒径为0.2-1.0微米，溶度参数为20.1-20.95（J/cm3）1/2 ,其中丁二烯的含量为5%-40%。
所述的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），其平均分子量为8-30万，溶度参数为19.4（J/cm3）1/2，其中PMMA的纯度为96%以上。
所述的乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物（EMA）数均粒径为0.1-0.4微米。
本发明提供了一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 按重量比称取ABS与PMMA，混合均匀；
（2）称取乙烯-甲基丙烯酸酯添加到上述混合物中；
（3）将上述物料转移至高速混合机内混合均匀；
（4）将混合后的物料转移至双螺杆挤出机熔融共混，温度180-220℃，压力60-80MPa，转速为700r/min；
（5）挤出造粒，干燥，切粒即得成品。
本发明采用乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物（EMA）为填料，使制备出的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）复合材料在具有良好光泽度的同时，能提高丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物与聚甲基丙烯酸甲酯的界面相容性及韧性。本发明ABS复合材料的制备方法，工艺简单，成本低廉，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物作为一种改性剂加入到聚甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金体系中，使得丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金造粒后两项体系分布均匀，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物含有与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中丁二烯结构相似的乙烯基，又含有与聚甲基丙烯酸甲酯中相同的甲基丙烯酸甲酯，可提高合金的界面相容性，同时乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物在这个合金体系中呈球形分散，起应力集中物作用，能赋予它极好的韧性，能广泛的应用于各类模塑产品中，尤其是在仪器仪表行业有光泽和耐刮擦要求的产品中。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中，未注明具体条件的实施方法，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。
实施例1
称取50份ABS，65份PMMA，混合后加入0.8份EMA，然后在高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟，出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为10万，PMMA的平均分子量为8万，EMA数均粒径为0.4微米。
实施例2
称取80份ABS，25份PMMA，混合后加入2份EMA，然后在高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟，出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为15万，PMMA的平均分子量为15万，EMA数均粒径为0.3微米。
实施例3
称取80份ABS，45份PMMA，混合后加入0.1份EMA，然后在高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟，出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为15万，PMMA的平均分子量为20万，EMA数均粒径为0.1微米。
实施例4
称取60份ABS，50份PMMA，混合后加入1.2份EMA，然后在高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟，出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为18万，PMMA的平均分子量为20万，EMA数均粒径为0.3微米。
实施例5
称取60份ABS，25份PMMA，混合后加入3份EMA，然后再高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟；出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为30万，PMMA的平均分子量为21万，EMA数均粒径为0.4微米。
实施例6
称取70份ABS，35份PMMA，混合后加入10份EMA，然后再高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟；出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品，其中ABS的平均分子量为17万，PMMA的平均分子量为20万，EMA数均粒径为0.3微米。
对比例1
称取50份ABS，65份 PMMA，然后在高速混合机中混合均匀，移入双螺杆挤出机在180-220℃熔融共混，压力60-80MPa，转速700r/min，物料停留2分钟，出料，挤出后冷却、干燥、切粒即得产成品，其中ABS的平均分子量为8万，PMMA的平均分子量为30万。
差示扫描量热法（DSC）分析ABS复合材料的玻璃化温度，氮气保护，升温速度 10℃/min，测试温度范围：-100℃-200℃。
ABS材料物理性能按照ASTM标准进行测试，冲击强度按照ASTM D256-10进行测试，单位kJ/m2；光泽度按照ASTM D2457-08进行测试，单位 %。
表1：ABS及其复合材料玻璃化温度（Tg）测试一览表
| 组分 | ABS | PMMA | ABS/PMMA | ABS/PMMA/EMA |
| Tg （℃） | 103.86 | 92.46 | 102.62 | 103.55 |
从表1可以看出，ABS/PMMA/EMA的玻璃化温度向ABS相发生了漂移，由于EMA的加入，提高了ABS与PMMA之间的相容性，降低了二相界面间的相容性，降低了二相界面间的张力，使合金材料在热力学性质上的均匀性得到改善。
表2：实施例1-6所得ABS复合材料的性能测试结果一览表
从表2可以看出，和对比例1相比，EMA的加入，使得材料的冲击强度由之前的5kJ/m2，有了将近一倍的提高，光泽度较之前材料也有了很大的提高。这种方法大大扩展了材料的应用范围和领域，能广泛的应用于仪器仪表材料领域内。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (5)
1.一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其由以下重量份的组分制成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 50份-80份
聚甲基丙烯酸甲酯 25份-65份
乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物 0.1份-10份。
2.如权利要求1所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，其平均分子量为8-30万，数均粒径为0.2-1.0微米，溶度参数为20.1-20.95（J/cm3）1/2 ,其中丁二烯的含量为5%-40%。
3.如权利要求1所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述的聚甲基丙烯酸甲酯，其平均分子量为8-30万，溶度参数为19.4（J/cm3）1/2，其中聚甲基丙烯酸甲酯的纯度为96%以上。
4.如权利要求1所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，其特征在于：所述的乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物数均粒径为0.1-0.4微米。
5.权利要求1-4任一项所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按重量份称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯，混合均匀；
（2）称取乙烯-甲基丙烯酸酯添加到上述混合物中；
（3）将上述物料转移至高速混合机内混合均匀；
（4）将混合后的物料转移至双螺杆挤出机熔融共混，温度180-220℃，压力60-80MPa，转速为700r/min；
（5）挤出造粒，干燥，切粒即得成品。
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