CN103524984A - 增韧改性abs/pbt合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增韧改性ABS/PBT合金材料及其制备方法。本发明的增韧改性ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS20%～60%、PBT20%～60%、NBR5%～15%、相容剂2%～5%、光稳定剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、着色剂0～2%。本发明的有益效果是，采用ABS和PBT共混，并加入NBR对其增韧，同时加入适量的相容剂、光稳定剂、润滑剂等对ABS/PBT合金材料进行改性，不但很好地解决二者的相容性问题，使能够很好地兼具ABS和PBT两者的特性，而且NBR与相容剂起到协同增韧的效果，可以显著地提高ABS/PBT合金材料的冲击强度和耐磨性能。

Description

增韧改性ABS/PBT合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种增韧改性ABS/PBT合金材料及其制备方法。

背景技术

ABS树脂是20世纪40年代发展起来的通用型热塑性塑料，是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体组成的三元接技共聚物，它有着优良的物理力学性能、表面硬度、较高的强度，且有一定的耐热性，但缺点是耐候性较差，热变形温度较低，尤其是耐有机溶剂性能差。聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一类结晶型聚酯，具有良好的耐有机溶剂、耐化学药品性、自润滑性能和成型加工性能等，近年来在电子电气等工业领域中得到了广泛的应用。将ABS与PBT两者共混可形成性能的互补，然而由于ABS是一种非结晶型聚合物，而PBT 为结晶型聚酯，是典型的无定形/结晶聚合物共混，两者的相容性较差；在ABS/PBT合金材料中加入弹性体可显著改善韧性，提高冲击强度和断裂伸长率，但在加入低分子弹性体时，虽然能提高韧性，但同时却降低了其他性能，导致拉伸强度和拉伸模量等均有一定的减弱，影响使用性能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种综合性能优良、制备工艺简单、可显著提高韧性和不明显影响其他性能的增韧改性ABS/PBT合金材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：增韧改性ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 20%～60%、PBT 20%～60%、NBR 5%～15%、相容剂2%～5%、光稳定剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、着色剂0～2%。

所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为15%～35%。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其相对分子质量为3000～8000。

所述的NBR为丁二烯与丙烯腈的共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为25%～30%。

所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物。

所述的光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

所述的润滑剂为聚硅氧烷或硬酯酸钙。

所述的抗氧剂为酚类抗氧剂KY-1076或酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物。

上述的增韧改性ABS/PBT合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用； 

（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；

（3）按重量配比称NBR、润滑剂和着色剂，并一起加入不低于1000rpm的高速混合机中混合2～3分钟后，干燥备用；

（4）按重量配比称取干燥处理后的ABS和PBT，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的相容剂、光稳定剂和抗氧剂，然后在高速混合机中继续混合2～5分钟；

（5）将上述充分混合好的步骤（4）的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机的侧喂料口，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～240℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得增韧改性ABS/PBT合金材料。

由于NBR是由丁二烯与丙烯腈共聚的一种极性聚合物，其极性随NBR中丙烯腈的含量的增加而加强，是一种高分子弹性体，其平均分子量在70万左右，NBR与PBT的相容性较好，同时又与ABS极性、分子结构、溶解度参数相近，NBR的加入，能够极大地提高ABS/PBT的韧性，对提高冲击强度和耐磨性具有显著的改进作用。

采用甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物作为相容剂，甲基丙烯酸缩水甘油酯是增容的环氧官能团，甲基丙烯酸甲酯与ABS中的连续相SAN相容，同时在两相的界面上增容剂中的环氧单元与PBT中的羧基或羟基发生反应生成PBT-g-相容剂的接枝共聚物，这种共聚物在两组分间增强了其界面，降低了界面张力和起到了空间稳定的作用，从而达到了增容的目的，因而使ABS/PBT合金的性能显著提高，相分散均匀，形态结构更稳定。

润滑剂的加入，可以提高ABS/PBT合金材料的加工流动性，降低摩擦系数，提高滑爽性，改善表面光泽。

光稳定剂和抗氧剂用于提高ABS/PBT合金材料的稳定性能。

着色剂用于ABS/PBT合金材料的调色。

本发明的有益效果是，采用ABS和PBT共混，并加入NBR对其增韧，同时加入适量的相容剂、光稳定剂、润滑剂等对ABS/PBT合金材料进行改性，不但很好地解决二者的相容性问题，使能够很好地兼具ABS和PBT两者的特性，而且NBR与相容剂起到协同增韧的效果，可以显著地提高ABS/PBT合金材料的的冲击强度和耐磨性能。本发明所提供的制备方法简单，容易操作。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种增韧改性ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 40%、PBT 40%、NBR 10%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物5%、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.5%、聚硅氧烷3%、酚类抗氧剂KY-1076 0.5%、着色剂1%，其中，ABS中的丙烯腈的质量分数为15%～35%，PBT的相对分子质量为3000～8000，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。

制备方法：（1）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称NBR、聚硅氧烷和着色剂，并一起加入不低于1000rpm的高速混合机中混合2～3分钟后，干燥备用；（4）按重量配比称取干燥处理后的ABS和PBT，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和酚类抗氧剂KY-1076，然后在高速混合机中继续混合2～5分钟；（5）将上述充分混合好的步骤（4）的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机的侧喂料口，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～240℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得增韧改性ABS/PBT合金材料。

实施例2：

一种增韧改性ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 20%、PBT 60%、NBR 12%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物5%、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.5%、硬酯酸钙2%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%，其中，ABS中的丙烯腈的质量分数为15%～35%，PBT的相对分子质量为3000～8000，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。

制备方法：（1）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称NBR和硬酯酸钙，并一起加入不低于1000rpm的高速混合机中混合2～3分钟后，干燥备用；（4）按重量配比称取干燥处理后的ABS和PBT，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物，然后在高速混合机中继续混合2～5分钟；（5）将上述充分混合好的步骤（4）的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机的侧喂料口，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～240℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得增韧改性ABS/PBT合金材料。

实施例3：

一种增韧改性ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 50%、PBT 28%、NBR 15%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物3%、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.5%、硬酯酸钙1%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%、着色剂2%，其中，ABS中的丙烯腈的质量分数为15%～35%，PBT的相对分子质量为3000～8000，NBR中的丙烯腈的质量分数为25%～30%。

制备方法：（1）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用；（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；（3）按重量配比称NBR、硬酯酸钙和着色剂，并一起加入不低于1000rpm的高速混合机中混合2～3分钟后，干燥备用；（4）按重量配比称取干燥处理后的ABS和PBT，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物，然后在高速混合机中继续混合2～5分钟；（5）将上述充分混合好的步骤（4）的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机的侧喂料口，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～240℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得增韧改性ABS/PBT合金材料。

Claims (9)

1.一种增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：ABS 20%～60%、PBT 20%～60%、NBR 5%～15%、相容剂2%～5%、光稳定剂0.1%～1%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、着色剂0～2%。

2.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为15%～35%。

3.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其相对分子质量为3000～8000。

4.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的NBR为丁二烯与丙烯腈的共聚物，其中，丙烯腈的质量分数为25%～30%。

5.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物。

6.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

7.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的润滑剂为聚硅氧烷或硬酯酸钙。

8.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂KY-1076或酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物。

9.根据权利要求1所述的增韧改性ABS/PBT合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将ABS在80℃～85℃下干燥2～4小时，含水率控制在0.05%以下，干燥后备用； 

（2）将PBT在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，干燥后备用；

（3）按重量配比称NBR、润滑剂和着色剂，并一起加入不低于1000rpm的高速混合机中混合2～3分钟后，干燥备用；

（4）按重量配比称取干燥处理后的ABS和PBT，经混合均匀后，再加入按重量配比称取的相容剂、光稳定剂和抗氧剂，然后在高速混合机中继续混合2～5分钟；

（5）将上述充分混合好的步骤（4）的混合物投入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（3）的混合物投入双螺杆挤出机的侧喂料口，控制双螺杆挤出机的转速在180～600rpm，温度在200℃～240℃，通过双螺杆挤出机挤出并造粒，即得增韧改性ABS/PBT合金材料。