CN103122119A - Abs高光填充母料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ABS高光填充母料及其制备方法，由以下原料制备：表面处理剂0.5～2重量份、硫酸钡60～90重量份、活性剂0.5～2重量份、分散剂0.5～2重量份、润滑剂3～12重量份、相容剂0～8重量份、增韧剂0～5重量份、抗氧剂0～2重量份和载体树脂3～20重量份。与现有技术相比，本发明通过对无机粒子硫酸钡进行多层包覆活化处理，使硫酸钡表面形成一层弹性相容剂层，该相容剂层既能与硫酸钡产生强结合力，又能与载体树脂之间以化学键或强范德华力相结合，从而该多层包覆的无机粒子可以均匀的分散到基体树脂中，当材料受到外力作用时，弹性相容剂层具有缓冲和分散应力的作用，提高材料的韧性和抗冲击性能。

Description

ABS高光填充母料及其制备方法

技术领域

本发明涉及母料技术领域，尤其涉及一种ABS高光填充母料及其制备方法。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(简称ABS)树脂是20世纪40年代逐渐发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优异的塑料产品，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性的特点，可以挤出、注塑或热成型，广泛应用于汽车、电子电器和建材等领域。其中，由于ABS树脂具有抗冲性、隔音性、耐热性和耐划痕性好等特点，比聚丙烯(PP)更美观，特别适用于横向抗冲性和使用温度较为严格的部件。目前，ABS树脂是汽车领域中仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂，但是，由于其来源缺乏，大部分依靠进口，并且价格高，从而限制了其应用。

随着ABS使用量的不断增长，其产品形式逐渐沿两个方向发展：一是向高性能、多功能的专用料方向发展，使其产品具有例如耐低温、耐热、阻燃、高光泽、耐候、导电、消光、抗静电、高流动性等性质，可通过合金化等手段来实现；二是向低成本方向发展，可通过填充改性加以实现。目前，利用碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石粉、水镁石粉、氢氧化铝或膨润土填充改性ABS的母料已经应用到实际生产当中，但均会影响产品的美观性。

硫酸钡作为一种无机填充材料具有低凝聚性、光分散性低及颗粒精细等特点，同时具有高填充性。但是，利用高光BaSO₄填充改性ABS的技术还未成熟，将BaSO₄直接填充到ABS树脂中，由于无机粒子和ABS树脂相容性太差，BaSO₄粉体不能均匀的分散到树脂中，造成ABS树脂性能大大下降，同时对材料的加工性能也产生不良的影响。本发明人考虑，开发一种适用于ABS树脂的高光填充改性母料，不但解决其原料缺乏问题，而且保证材料具有较好的韧性和抗冲击性能。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种ABS高光填充母料，提高ABS树脂的韧性和抗冲击性能。

有鉴于此，本发明提供了一种ABS高光填充母料，由以下原料制备：

优选的，所述表面处理剂为钛酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂。

优选的，所述硫酸钡为粒度大于700目的天然硫酸钡或沉淀硫酸钡。

优选的，所述活性剂为磷酸酯、油酸、柠檬酸酯和酰胺类活性剂中的任意一种或几种。

优选的，所述分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的任意一种或几种。

优选的，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、聚乙烯蜡、固体石蜡和氯化石蜡中的任意一种或几种。

优选的，所述相容剂为EVA-g-MAH、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH和丙烯酸脂类接枝化合物中的任意一种或几种。

优选的，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体，苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物和马来酸酐接枝苯乙烯类弹性体中的任意一种或几种。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂-1010、抗氧剂-CA、抗氧剂-1076、抗氧剂-702、抗氧剂-300和复合抗氧剂中的任意一种或几种。

优选的，所述载体树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、耐冲击性聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和聚乙烯中的任意一种或几种。

相应的，本发明还提供一种ABS高光填充母料的制备方法，包括以下步骤：

将60～90重量份硫酸钡在50～70℃的条件下高速搅拌，加入0.5～2重量份表面处理剂、0.5～2重量份活性剂和0.5～2重量份分散剂，高速搅拌后加入3～12重量份润滑剂、0～8重量份相容剂、0～5重量份增韧剂、0～2重量份抗氧剂和3～20重量份载体树脂，低速搅拌，得到混合物料；

将所述混合物料置于双螺杆挤出机进行均匀塑化，挤出造粒，冷却后得到ABS高光填充母料。

本发明提供了一种ABS高光填充母料及其制备方法，该ABS高光填充母料由以下原料制备：表面处理剂0.5～2重量份、硫酸钡60～90重量份、活性剂0.5～2重量份、分散剂0.5～2重量份、润滑剂3～12重量份、相容剂0～8重量份、增韧剂0～5重量份、抗氧剂0～2重量份和载体树脂3～20重量份。与现有技术相比，本发明通过对无机粒子硫酸钡进行多层包覆活化处理，使硫酸钡表面形成一层弹性相容剂层，该相容剂层既能与硫酸钡产生强结合力，又能与载体树脂之间以化学键或强范德华力相结合，从而该多层包覆的无机粒子可以均匀的分散到基体树脂中，当材料受到外力作用时，弹性相容剂层具有缓冲和分散应力的作用，提高材料的韧性和抗冲击性能。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种ABS高光填充母料，由以下原料制备：

本发明中，硫酸钡是制备ABS高光填充母料的重要原料。作为优选，所述硫酸钡为天然硫酸钡或沉淀硫酸钡，更优选为粒度大于700目的天然硫酸钡或沉淀硫酸钡，更优选为粒度大于700目的沉淀硫酸钡。硫酸钡作为填料，在工程塑料中能增强产品的抗老化性能和耐候性，产品不易老化变脆，并能显著改善表面光洁度，降低制作生产成本，是调节粉体容重和提高上粉率的主要手段。所述硫酸钡优选为70～80重量份，更优选为70～75重量份。

功能性助剂是影响本发明制备的ABS高光填充母料的关键。表面处理剂具有提高粘接性能的作用，可以对填料等物质的表面进行处理。本发明采用的表面处理剂优选为钛酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂。上述钛酸酯偶联剂与铝酸酯偶联剂可以直接在硫酸钡表面以化学或物理作用力形成一层薄膜，增加亲和力。其中，钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂，对于热塑型聚合物和干燥的填料，有良好的偶联效果；铝酸酯偶联剂适用于无机填料、无机阻燃剂和颜料的表面活化改性，经改性后的填料、阻燃剂、颜料，可适用于塑料、橡胶、涂料、油墨、层压制品和粘结剂等复合制品。所述表面处理剂优选为1～2重量份。

活性剂即表面活性剂，又称界面活性剂，是指能使目标溶液表面张力显著下降的物质，以及降低两种液体之间表面张力的物质，一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，可溶于有机溶液和水溶液。所述活性剂优选为磷酸酯、油酸、柠檬酸酯和酰胺类活性剂中的任意一种或几种。所述活性剂优选为0.5～1重量份。

分散剂的作用除了保证填充剂在载体树脂中较好的分散外，还能促使母料在与ABS树脂熔融共混时均匀的分散在基体树脂中。本发明采用的分散剂优选为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的任意一种或几种。所述分散剂优选为1～2重量份，更优选为1重量份。

本发明采用的润滑剂可以为本领域技术人员熟知的润滑剂，对此并没有特别限制。所述润滑剂优选为氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、聚乙烯蜡、固体石蜡和氯化石蜡中的任意一种或几种，所述聚乙烯蜡优选为低分子聚乙烯蜡。所述润滑剂优选为4～10重量份，更优选为4～8重量份。

相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。本发明优选采用的马来酸酐接枝相容剂，通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性。所述相容剂优选为EVA-g-MAH、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH和丙烯酸脂类接枝化合物中的任意一种或几种。在本发明中，所述相容剂可以不添加，优选添加，所述相容剂优选为1～3重量份。

增韧剂又称抗冲击剂，具有降低高分子材料脆性和提高抗冲击性能的作用。所述增韧剂优选为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS)，苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)和马来酸酐接枝苯乙烯类弹性体中的任意一种或几种。在本发明中，所述增韧剂可以不添加，优选添加。所述增韧剂优选为3～5重量份。

按照本发明，所述抗氧剂可以为本领域技术人员熟知的抗氧剂，对此没有特别限制，所述抗氧剂包括但不限于抗氧剂-1010、抗氧剂-CA、抗氧剂-1076、抗氧剂-702、抗氧剂-300和复合抗氧剂中的任意一种或几种。在本发明中，所述抗氧剂可以不添加，优选添加。所述抗氧剂优选为0.5～2重量份，更优选为0.5～1重量份。

此外，所述载体树脂优选为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和聚乙烯(PE)中的任意一种或几种。所述载体树脂优选为5～15重量份，更优选为10重量份。

相应的，本发明还提供一种ABS高光填充母料的制备方法，采用上述原料，用双螺杆挤出机、开炼机与双螺杆挤出机相结合、密炼机与双螺杆挤出机相结合、连续密炼机进行加工。以采用双螺杆挤出机为例，该ABS高光填充母料按照如下方法制备，包括以下步骤：将60～90重量份硫酸钡在50～70℃的条件下高速搅拌，加入0.5～2重量份表面处理剂、0.5～2重量份活性剂和0.5～2重量份分散剂，高速搅拌后加入3～12重量份润滑剂、0～8重量份相容剂、0～5重量份增韧剂、0～2重量份抗氧剂和3～20重量份载体树脂，低速搅拌，得到混合物料；将所述混合物料置于双螺杆挤出机进行均匀塑化，挤出造粒，冷却后得到ABS高光填充母料。

作为优选方案，上述制备ABS高光填充母料的步骤具体为：

按重量比配料

(2)活化：将BaSO₄放置于高速搅拌机中，于50～70℃的条件下高速搅拌5分钟，再加入表面处理剂，活性剂，分散剂高速搅拌3分钟，然后加入润滑剂、相容剂、增韧剂、抗氧剂和载体树脂低速搅拌3分钟。

(3)混炼：将上述搅拌后的物料放入双螺杆挤出机进行均匀塑化，塑化温度从进口到出口顺序分为12个加热区，分别为

(4)机头模面热切：物料经双螺杆挤出机均匀塑化后从挤出机机头的多孔模盘挤出成条形，经过放置于模具断面的高速旋转切刀趁热切断成颗粒状。

(5)一级风冷：经模面热切成颗粒状的物料落入下方的离心风机的送风管中迅速冷却。

(6)二级风冷：经一级风冷的颗粒状物料沿送风管道进入二级风冷离心风机的送风管中继续冷却。

(7)过筛：经二级风冷的颗粒状物料沿送风管道落入下方目数为10～100目的筛子上，将物料分为粗细两类。

(8)收料：将过筛后的物料分类装袋，入库，得到ABS高光填充母料。

本发明提供了一种适用于ABS树脂的ABS高光填充母料，以及该ABS高光填充母料的制备方法。本发明通过对无机粒子硫酸钡进行多层包覆活化处理，使硫酸钡表面形成一层弹性相容剂层，该相容剂层既能与硫酸钡产生强结合力，又能与载体树脂之间以化学键或强范德华力相结合，从而该多层包覆的无机粒子可以均匀的分散到基体树脂中，当材料受到外力作用时，弹性相容剂层具有缓冲和分散应力的作用，提高材料的韧性和抗冲击性能。

具体而言，将资源丰富价格低廉的BaSO₄粉体，通过本发明的方法及生产工艺，制备出适合ABS树脂的高光填充改性母料。该母料表现了良好的分散性，提高了塑料制品物理机械性能，改善塑料制品的加工性能，在保证塑料制品物理机械性能合格的前提下，填充于ABS树脂中可以增加其表面光泽度，大大降低生产成本，同时能改善ABS的阻燃性能。根据产品的档次不同，添加量是随意的，在对产品特定性能要求不是很高的前提下，可以直接代替ABS专用料使用，最大添加量可达50％。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的ABS高光填充母料的制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

(1)按重量比配料取

(2)活化：将称量好的填料BaSO₄放置于高速搅拌机中于温度50～70℃的条件下高速搅拌5分钟，再加入表面处理剂，活性剂，分散剂高速搅拌3分钟，再加入其它料低速搅拌3分钟。

(3)混炼：将上述搅拌后的物料放入双螺杆挤出机进行均匀塑化，塑化温度从进口到出口顺序分为12个加热区，分别为：

(4)机头模面热切：物料经双螺杆挤出机均匀塑化后从挤出机机头的多孔模盘挤出成条形，经过放置于模具断面的高速旋转切刀趁热切断成颗粒状。

(5)一级风冷：经模面热切成颗粒状的物料落入下方的离心风机的送风管中迅速冷却。

(6)二级风冷：经一级风冷的颗粒状物料沿送风管道进入二级风冷离心风机的送风管中继续冷却。

(7)过筛：经二级风冷的颗粒状物料沿送风管道落入下方的目数为80目的筛子上，将物料分为粗细两类。

(8)收料：将过筛后的物料分类装袋，入库，即得到ABS高光填充母料。

对纯ABS树脂进行性能测定，并且将实施例1制备的ABS高光填充母料用于对ABS树脂进行填充，得到填充ABS树脂，性能结果如表1所示。

表1ABS树脂与实施例1制备的填充ABS树脂的性能结果

实施例2

按重量比配料取

(2)活化：将称量好的填料BaSO₄放置于高速搅拌机中于温度50～70℃的条件下高速搅拌5分钟，再加入表面处理剂，活性剂，分散剂高速搅拌3分钟，再加入其它料低速搅拌3分钟。

(3)混炼：将上述搅拌后的物料放入双螺杆挤出机进行均匀塑化，塑化温度从进口到出口顺序分为12个加热区，分别为

(4)机头模面热切：物料经双螺杆挤出机均匀塑化后从挤出机机头的多孔模盘挤出成条形，经过放置于模具断面的高速旋转切刀趁热切断成颗粒状。

(5)一级风冷：经模面热切成颗粒状的物料落入下方的离心风机的送风管中迅速冷却。

(6)二级风冷：经一级风冷的颗粒状物料沿送风管道进入二级风冷离心风机的送风管中继续冷却。

(7)过筛：经二级风冷的颗粒状物料沿送风管道落入下方的目数为80目的筛子上，将物料分为粗细两类。

(8)收料：将过筛后的物料分类装袋，入库，即得到ABS高光填充母料。

对纯ABS树脂进行性能测定，并且将实施例2制备的ABS高光填充母料用于对ABS树脂进行填充，得到填充ABS树脂，性能结果如表2所示。

表2ABS树脂与实施例2制备的填充ABS树脂的性能结果

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。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种ABS高光填充母料，由以下原料制备：

2.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述表面处理剂为钛酸酯偶联剂和/或铝酸酯偶联剂。

3.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述硫酸钡为粒度大于700目的天然硫酸钡或沉淀硫酸钡。

4.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述活性剂为磷酸酯、油酸、柠檬酸酯和酰胺类活性剂中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的任意一种或几种。

6.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡、EVA蜡、聚乙烯蜡、固体石蜡和氯化石蜡中的任意一种或几种。

7.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述相容剂为EVA-g-MAH、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH和丙烯酸脂类接枝化合物中的任意一种或几种。

8.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体，苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物和马来酸酐接枝苯乙烯类弹性体中的任意一种或几种。

9.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂-1010、抗氧剂-CA、抗氧剂-1076、抗氧剂-702、抗氧剂-300和复合抗氧剂中的任意一种或几种。

10.根据权利要求1所述的ABS高光填充母料，其特征在于，所述载体树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、耐冲击性聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和聚乙烯中的任意一种或几种。

11.一种ABS高光填充母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将60～90重量份硫酸钡在50～70℃的条件下高速搅拌，加入0.5～2重量份表面处理剂、0.5～2重量份活性剂和0.5～2重量份分散剂，高速搅拌后加入3～12重量份润滑剂、0～8重量份相容剂、0～5重量份增韧剂、0～2重量份抗氧剂和3～20重量份载体树脂，低速搅拌，得到混合物料；

将所述混合物料置于双螺杆挤出机进行均匀塑化，挤出造粒，冷却后得到ABS高光填充母料。