CN103333455B - 一种耐高温蠕变的abs树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物及其制备方法，所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物包括如下重量份数的各组分：ABS40～85份、聚苯醚15～60份、相容剂A2～8份、相容剂B3～6份、纳米二氧化硅2～5份，所述的相容剂A为苯乙烯-丙烯腈共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的接枝物，GMA含量为1-8%；所述的相容剂B为聚苯乙烯与马来酸酐（MAH）的接枝物，MAH含量为2-20%。本发明的ABS树脂组合物在改善高温蠕变性的同时，机械性能和耐热性能优异，可用于水泵外壳、电子元器件控制盒、运动器件等对耐热要求较高的场合。

Description

一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料合金领域，具体地说，是一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物及其制备方法。

背景技术

ABS(AcrylonitrileButadieneStyrene)树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。ABS树脂因能表现三种组分之间的协同性能，所以具有表面硬度高、坚韧、耐低温冲击性好等优异性能，被广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品、电子器件、汽车工业等广大领域。

但在某些领域，比如近年来市场上比较流行的圆形立式空调，为了满足外观要求其导风板与壳体的装配间隙较小，并且导风板通过金属嵌件与主壳体连接，在冷热交变或长期制热工作环境下，导风板会缓慢变形最后导致无法开启，这种缓慢形变的过程称为蠕变。环境温度提高对蠕变过程有加速作用，所以在一些环境温度较高的场合，通常需要材料具有较好的高温抗蠕变性，ABS树脂的常温蠕变性较好，但由于其耐热性较低，用于一些易热量累计的电子元器件通常蠕变会加速，导致产品变形。

通常为了改善蠕变性能，会在材料中添加一些无机填料来实现，如滑石粉、玻璃纤维等，但这些填料的加入导致材料其他性能（如机械性能）下降，且由于添加量较大，外观会严重劣化。对如何解决ABS树脂的高温蠕变性，现有技术提到的很少，所以亟需一种耐高温蠕变的ABS树脂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物。

本发明的再一的目的是，提供上述耐高温蠕变的ABS树脂组合物的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物，包括如下重量份数的各组分：

ABS40～85份

聚苯醚15～60份

相容剂A2～8份

相容剂B3～6份

纳米二氧化硅2～5份

所述的相容剂A为苯乙烯-丙烯腈共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的接枝物，GMA含量为1-8%；所述的相容剂B为聚苯乙烯与马来酸酐（MAH）的接枝物，MAH含量为2-20%。

优选的，所述的GMA含量为2-6%，MAH含量为12-18%。

优选的，所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为0.3-1.5μm，胶含量为10-25%。

优选的，所述的聚苯醚为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚。

优选的，所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为20-150nm；更优选的，所述的纳米二氧化硅粒径为70-120nm。

所述的组合物还可以包括常规的补强填料或颜料，所述的补强填料指可显著提高材料力学性能（如强度等）的外加材料，如炭黑、二氧化硅等；所述的颜料使用普通塑料颜料即可，如钛白粉、铬黄、钛镍黄、炭黑等。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：

如上所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：

a）按重量配比秤取各物料，用高速混合机进行预混合；

b）将步骤a）的各物料送入双螺杆挤出机，熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到ABS树脂组合物。

本发明优点在于：

聚苯醚为无定形树脂，耐蠕变性优异，且由于聚苯醚树脂Tg达200℃以上，所以其耐高温蠕变性尤其突出，将聚苯醚与ABS制备混合物将大大改善ABS的耐高温蠕变性。但由于聚苯醚与ABS树脂为不相容组合物，所以如何改善两者间的相容性将是该混合物能满足实际应用的重要前提。本发明通过相容剂A和相容剂B的反应共混，形成SAN-g-PS组分，该组分中SAN与ABS完全相容，而PS链段与聚苯醚完全相容，所以本发明的ABS树脂组合物在具有耐高温蠕变的同时，由于ABS与聚苯醚的相容性大大改善，其机械强度得到保证，可应用于制备电子元器件外壳、水泵壳体等对耐热要求较高的场合。

具体实施方式

下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

以下实施例1-4和对比例1-3所用的原材料如下：

ABS：高桥石化ABS3513，本体法合成，橡胶粒径为1.0μm，胶含量为14%；

聚苯醚：蓝星集团LXR045，化学名称为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚，23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.45dl/g；

相容剂A：SAN-g-GMA，南通日之升SAG-005，GMA含量为5%；

相容剂B：PS-g-MAH，上海华雯SMA，MAH含量为12%；

纳米二氧化硅：3M产品，粒径为100nm。

实施例1

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	5
		相容剂B	3
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

实施例2

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	60
		聚苯醚	40
相容剂A	8
		相容剂B	4
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

实施例3

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	8
		相容剂B	6
纳米二氧化硅	5

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

实施例4

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	60
		聚苯醚	40
相容剂A	2
		相容剂B	3
纳米二氧化硅	2

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

实施例5

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	40
		聚苯醚	60
相容剂A	2
		相容剂B	3
纳米二氧化硅	2

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

其中，所述的相容剂A其GMA含量为1%；所述的相容剂B其MAH含量为20%；所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为0.3μm，胶含量为25%；所述的聚苯醚23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.50dl/g；所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为20nm。

实施例6

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	5
		相容剂B	3
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

其中，所述的相容剂A其GMA含量为8%；所述的相容剂B其MAH含量为2%；所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为4.5μm，胶含量为10%；所述的聚苯醚23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.40dl/g；所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为150nm。

实施例7

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	60
		聚苯醚	40
相容剂A	8
		相容剂B	4
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

其中，所述的相容剂A其GMA含量为2%；所述的相容剂B其MAH含量为18%；所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为1.0μm，胶含量为14%；所述的聚苯醚23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.45dl/g；所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为70nm。

实施例8

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	8
		相容剂B	6
纳米二氧化硅	5

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

其中，所述的相容剂A其GMA含量为6%；所述的相容剂B其MAH含量为14%；所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为1.0μm，胶含量为14%；所述的聚苯醚23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.45dl/g；所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为120nm。

实施例9

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	8
		相容剂B	6
纳米二氧化硅	5
		颜料	0.5

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

其中，所述的相容剂A其GMA含量为6%；所述的相容剂B其MAH含量为14%；所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为1.0μm，胶含量为14%；所述的聚苯醚23℃氯仿溶液中测得特性粘度为0.45dl/g；所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为120nm；所述的颜料为钛白粉和铬黄，二者重量比为1：1。

对比例1

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	5
		纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

对比例2

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂B	3
		纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

对比例3

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	5
		相容剂B	3

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

对比例4

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	5
		相容剂B	16
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

对比例5

秤取以下重量份数的各组分：

ABS	85
		聚苯醚	15
相容剂A	9
		相容剂B	3
纳米二氧化硅	4

将上述组分经高速混合机进行预混合后送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到树脂组合物。

实施例10

将实施例1-9和对比例1-5制备的ABS树脂组合物粒子分别经过90℃真空干燥12h以上，然后按照ASTM标准，在同一注塑条件下注塑成样条，测试各个树脂组合物的物理性能。测试遵循如下测试方法：基于ASTMD-638的测试程序测定拉伸强度和伸长率；基于ASTMD-256的测试程序测定Izod缺口冲击强度；高温蠕变性能通过DMA测试材料在80℃的高温弯曲模量，模量越高，耐高温蠕变性越好。

实施例1-9和对比例1-5所制备的ABS树脂组合物的物理性能的测试结果如表1所示。

表1性能测试结果

上述结果表明，与对比例相比，本发明的耐高温蠕变的ABS树脂组合物80℃弯曲模量明显提高，且刚性与韧性能够保持，兼备了机械性能和耐高温蠕变性，因此可用于环境温度较高的电子器件外壳等场合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：

ABS40～85份

聚苯醚15～60份

相容剂A2～8份

相容剂B3～6份

纳米二氧化硅2～5份

所述的相容剂A为苯乙烯-丙烯腈共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝物，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为1-8%；所述的相容剂B为聚苯乙烯与马来酸酐的接枝物，马来酸酐含量为2-20%。

2.根据权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为2-6%，马来酸酐含量为12-18%。

3.根据权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的ABS树脂为本体法聚合，橡胶粒径为0.3-1.5μm，胶含量为10-25%。

4.根据权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的聚苯醚为聚（2，6-二甲基-1，4-亚苯基）醚。

5.根据权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的纳米二氧化硅为气相法获得，粒径为20-150nm。

6.根据权利要求5所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的纳米二氧化硅粒径为70-120nm。

7.根据权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物，其特征在于，所述的组合物还包括补强填料或颜料。

8.权利要求1所述的耐高温蠕变的ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）按权利要求1的重量配比秤取各物料，用高速混合机进行预混合；

b）将步骤a）的各物料送入双螺杆挤出机，熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒得到ABS树脂组合物。