CN103524987A - 一种改善冲击性能的abs/pbt合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS20%～60%、PBT20%～60%、高分子弹性体5%～15%、相容剂2%～5%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、其他添加剂0.1～1%。本发明的有益效果是，在ABS/PBT合金材料中加入高分子弹性体与相容剂，极大地改善组分间的溶混性，对ABS/PBT合金材料可以起到显著的协同增韧效果，并且极大地提高冲击性能和耐磨性能，同时还可减少ABS/PBT合金材料在拉伸强度等方面的损失，从而起到优化ABS/PBT合金材料的综合性能，降低成本。

Description

一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，具体地说是一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
背景技术
ABS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，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均存在不同程度的减弱。
发明内容
本发明的目的在于，提供综合性能优良、制备工艺简单、可显著提高冲击强度和耐磨性能的一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 20%～60%、PBT 20%～60%、高分子弹性体5%～15%、相容剂2%～5%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、其他添加剂0.1～1%。
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。
所述的高分子弹性体为热塑性聚氨酯TPU。
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。
所述的其他添加剂为光稳定剂、增塑剂及着色剂。
上述的一种改善冲击性能的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）按重量配比称高分子弹性体和润滑剂，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、抗氧剂和其他添加剂，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，即得一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
本发明采用热塑性聚氨酯TPU作为高分子弹性体进行增韧改性，热塑性聚氨酯TPU是一种多嵌段共聚物，硬段由二异氰酸酯与扩链剂反应生成，能提供有效的交联功能；软段由二异氰酸酯与聚乙二醇反应生成，能提供拉伸性和低温韧性，TPU既有橡胶的高弹性，又有良好的流动性，且TPU与ABS的相容性很好，对ABS/PBT合金材料的增韧强，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（简称MGE）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-MGE接枝共聚物，这种共聚物在两组分问增强了其界面，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。
抗氧剂用于提高ABS/PBT合金材料的稳定性能。
本发明的有益效果是，在ABS/PBT合金材料中加入高分子弹性体与相容剂，极大地改善组分间的溶混性，对ABS/PBT合金材料可以起到显著的协同增韧效果，并且极大地提高冲击性能和耐磨性能，同时还可减少ABS/PBT合金材料在拉伸强度等方面的损失，从而起到优化ABS/PBT合金材料的综合性能，降低成本。
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：
一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 40%、PBT 40%、热塑性聚氨酯TPU 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4%、聚硅氧烷2.5%、酚类抗氧剂KY-1076 0.5%、其他添加剂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。
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）按重量配比称热塑性聚氨酯TPU和聚硅氧烷，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、酚类抗氧剂KY-1076和其他添加剂，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，即得一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
实施例2：
一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 20%、PBT 60%、热塑性聚氨酯TPU 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%、硬酯酸钙1.5%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.3%、其他添加剂0.2%，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。
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）按重量配比称热塑性聚氨酯TPU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、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物和其他添加剂，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，即得一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
实施例3：
一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：ABS 50%、PBT 28%、热塑性聚氨酯TPU 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5%、聚硅氧烷1%、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物0.5%、其他添加剂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。
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）按重量配比称热塑性聚氨酯TPU和聚硅氧烷，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、酚类抗氧剂KY-1076与亚磷酸酯抗氧剂JC-242的复配物和其他添加剂，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，即得一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。

Claims (8)

1.一种改善冲击性能的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%、高分子弹性体5%～15%、相容剂2%～5%、润滑剂0.2%～3%、抗氧剂0.2%～0.5%、其他添加剂0.1～1%。
2.根据权利要求1所述的一种改善冲击性能的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所述的一种改善冲击性能的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所述的一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料，其特征在于，所述的高分子弹性体为热塑性聚氨酯TPU。
5.根据权利要求1所述的一种改善冲击性能的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所述的一种改善冲击性能的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。
7.根据权利要求1所述的一种改善冲击性能的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。
8.根据权利要求1所述的一种改善冲击性能的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）按重量配比称高分子弹性体和润滑剂，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、抗氧剂和其他添加剂，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，即得一种改善冲击性能的ABS/PBT合金材料。
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