CN105219012B

CN105219012B - 一种接枝改性abs抗静电材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105219012B
Application number: CN201510754334.2A
Authority: CN
Inventors: 葛铁军; 孙佳琪; 何晓峰; 朱娜; 程成; 王毅
Original assignee: Shenyang University of Chemical Technology
Current assignee: SHENYANG RUIDE PLASTIC TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: CN105219012A

Abstract

一种接枝改性ABS抗静电材料及其制备方法，涉及一种高分子材料及其制备方法，本发明使用一步法交联工艺，加入助交联剂，在挤出加工过程中能得到交联所需要的水分子，省去接枝后的热水处理过程，使接技料在室温下自发完成交联反应，经过增强改性，具有良好的力学性能，同时具有优异的抗静电性能，制备工艺简单，产品成本低。本发明的抗静电ABS材料，可注塑加工成各种形状的零件，特别适合于注塑为各种汽车内饰件。

Description

一种接枝改性ABS抗静电材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，特别是涉及一种接枝改性ABS抗静电材料及其制备方法。

背景技术

ABS树脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS 是 Acrylonitrile ButadieneStyrene 的首字母缩写 ) 是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。ABS 树脂是丙烯腈、1，3-丁二烯和苯乙烯三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C₈H₈·C₄H₆·C₃ H₃N)_x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15～35％，丁二烯占5～30％，苯乙烯占40～60％，乳液法ABS 最常见的比例是 A:B:S ＝ 22:17:61，而本体法 ABS 中 B 的比例往往较低，约为 13％。ABS 是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。

目前，硅烷接枝交联聚乙烯研究的较多，其他的树脂研究相对较少。而且无论是一步法还是两步法，在成型之后，都需要一个水煮工序，通常需要在热水中煮8~10h使制品交联，交联的速度很慢。另外硅烷交联聚烯烃技术不适于制造厚壁(>10mm)制品，因为硅烷交联反应必须在水存在下才能进行，而厚壁制品中水由表及里的渗透、扩散是有限度的，芯层无法实现快速交联，这极大限制了该技术的应用范围。

ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能等性能。通过对 ABS进行接枝改性，可以优化ABS的性能。但，通常 ABS 塑料的抗静电效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接枝改性ABS抗静电材料及其制备方法，本发明方法使用一步法交联工艺，加入助交联剂，在挤出加工过程中能得到交联所需要的水分子，省去接枝后的热水处理过程，使接技料在室温下自发完成交联反应，经过增强改性，具有良好的力学性能，同时具有优异的抗静电性能，制备工艺简单，产品成本低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种接枝改性ABS抗静电材料，由以下重量份数的的组分组成：

ABS 88-98；

高温引发剂 0.5-3.5；

硅烷偶联剂 0.5-2.5；

催化剂 0.1-1；

自交联促进剂 0.5-2.5；

抗氧化剂 0.1-1；

抗静电剂 0.5-2.5。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的硅烷偶联剂为：硅烷偶联剂的结构为(X)₃Si-Y，其中X 表示可水解的(酯基或甲氧基)基团，Y 是一类有机官能团，比如氨基、烷氧基、乙酰氧基和环氧基；所用的硅烷偶联剂为，乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS，A171)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES，A151)、以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(VMMS，KH570)中的一种。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的高温引发剂为：2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDBP)。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的自交联促进剂为：无机化合物氧化铝的水合物、石膏，有机物添加剂半水环已胺、乙烯醇的低聚体、β-羟基酸、γ-羟基酸中的一种。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的抗氧化剂为：四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，所述的抗静电剂为：（3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵，又称抗静电剂LS。

一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，该方法包括以下制备步骤：

（1）称取ABS90-97份，高温引发剂0.5-3.5份，硅烷偶联剂0.5-2.5份，催化剂0.1-1份，自交联促进剂0.5-2.5份，抗氧化剂0.1-1份，抗静电剂0.5-2.5份；将ABS烘干，冷却至室温。

（2）高温引发剂DMDBP与硅烷充分混合；然后将烘干的ABS、氢氧化铝、抗氧剂、催化剂、抗静电剂等添加剂和上述混合液一同加入高速混料机，充分混合；

（3）加入双螺杆挤出机中，挤出、干燥、切粒。

所述一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法， ABS烘干温度80℃~90℃，烘干时间2~3h 。

所述一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，双螺杆挤出机螺杆转速为 120r/min，一区温度180℃-185℃，二区温度190℃-200℃，三区温度 210℃-220℃，四区温度230℃-240℃，五区温度 190℃-210℃。

本发明的优点与效果是：

本发明提高一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，使用一步法交联工艺，加入助交联剂，在挤出加工过程中能得到交联所需要的水分子，省去接枝后的热水处理过程，使接技料在室温下自发完成交联反应，经过增强改性，具有良好的力学性能，同时具有优异的抗静电性能，制备工艺简单，产品成本低。本发明的抗静电ABS材料，可注塑加工成各种形状的零件，特别适合于注塑为各种汽车内饰件。本发明使加入助交联剂，在挤出加工过程中能得到交联所需要的水分子，省去接枝后的热水处理过程，使接技料在室温下自发完成交联反应，经过增强改性，具有良好的力学性能、机械性能，同时具有抗静电的性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS在 80℃~90℃条件下烘干2~3h后冷却至室温。将DMDBP与硅烷中充分混合，然后将ABS、氢氧化铝、抗氧剂、催化剂等添加剂和上述混合液一同加入高速混料机，充分混合。其中硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(VMMS，KH570)。

实施例2

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS在 80℃~90℃条件下烘干2~3h后冷却至室温。将DMDBP与硅烷中充分混合，然后将ABS、氢氧化铝、抗氧剂、催化剂等添加剂和上述混合液一同加入高速混料机，充分混合。其中硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES，A151)。

实施例3

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS在 80℃~90℃条件下烘干2~3h后冷却至室温。将DMDBP与硅烷中充分混合，然后将ABS、氢氧化铝、抗氧剂、催化剂等添加剂和上述混合液一同加入高速混料机，充分混合。其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS，A171)。

实施例4

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS和硅烷及引发剂投入反应型混合机中反应，使硅烷接枝到ABS侧链上，经挤出造粒制得硅烷接枝ABS粒料A；同时将交联催化剂和其他助剂与ABS混合挤出造粒制得催化剂B料。混合A、B 料制成制品，混合比例为A：B=95：5，经温水交联得到交联ABS树脂。其中硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(VMMS，KH570)。

实施例5

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS和硅烷及引发剂投入反应型混合机中反应，使硅烷接枝到ABS侧链上，经挤出造粒制得硅烷接枝ABS粒料A；同时将交联催化剂和其他助剂与ABS混合挤出造粒制得催化剂B料。混合A、B 料制成制品，混合比例为A：B=95：5，经温水交联得到交联ABS树脂。其中硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(VTES，A151)。

实施例6

按表1中各组分重量份数进行各组分的称量，其中，ABS 中丙烯腈的百分含量为22%-30%，丁二烯的百分含量为 15%-20%。将ABS和硅烷及引发剂投入反应型混合机中反应，使硅烷接枝到ABS侧链上，经挤出造粒制得硅烷接枝ABS粒料A；同时将交联催化剂和其他助剂与ABS混合挤出造粒制得催化剂B料。混合A、B 料制成制品，混合比例为A：B=95：5，经温水交联得到交联ABS树脂。其中硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS，A171)。

表1

将实施例 1-6 称量后，加入到双螺杆挤出机，螺杆转速120r/min，一区温度180℃-185℃，二区温度190℃-200℃，三区温度 210℃-220℃，四区温度230℃-240℃，五区温度 190℃-210℃。

表2

使用一步法交联工艺，加入助交联剂，在挤出加工过程中能得到交联所需要的水分子，省去接枝后的热水处理过程，使接技料在室温下自发完成交联反应，使交联反应更加完全。硅烷偶联剂含有的双键与ABS发生接枝反应，使ABS分子链上连接上烷氧基硅官能团-Si(OR)₃，已接枝在聚合物上的硅烷在水和交联催化剂的作用下形成硅羟基，邻近的硅羟基团缩合形成硅氧硅键而使聚合物交联在一起形成三维网状结构。这说明在分子之间的作用力除了链段之间相互作用的范德华力以及物理缠结，而且还形成了大分子间的化学键联，使ABS形成了部分网络结构，交联反应使得ABS的交联密度增大，刚性增大，弯曲强度提高，且具有优异的抗静电性能。

本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：

ABS 88-98；

高温引发剂 0.5-3.5；

硅烷偶联剂 0.5-2.5；

催化剂 0.1-1；

自交联促进剂 0.5-2.5；

抗氧化剂 0.1-1；

抗静电剂 0.5-2.5；

所述的高温引发剂为：2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)；所述的自交联促进剂为：无机化合物氧化铝的水合物、石膏，有机物添加剂半水环已胺、乙烯醇的低聚体、β-羟基酸、γ-羟基酸中的一种。

2.权利要求1所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为：硅烷偶联剂的结构为(X)₃Si-Y，其中X 表示可水解的酯基或甲氧基基团，Y 是氨基、烷氧基、乙酰氧基和环氧基。

3.权利要求1所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为：乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

4.权利要求1所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，所述的催化剂为：二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。

5.权利要求1所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，所述的抗氧化剂为：四[甲基-β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯。

6.权利要求1所述的一种接枝改性ABS抗静电材料，其特征在于，所述的抗静电剂为：（3-月桂酰胺丙基)三甲基硫酸甲酯铵，又称抗静电剂LS。

7.一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下制备步骤：

（1）称取ABS 90-97份，高温引发剂2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB) 0.5-3.5份，硅烷偶联剂0.5-2.5份，催化剂0.1-1份，自交联促进剂氢氧化铝0.5-2.5份，抗氧化剂0.1-1份，抗静电剂0.5-2.5份；将ABS烘干，冷却至室温；

（2）高温引发剂DMDPB与硅烷充分混合；然后将烘干的ABS、氢氧化铝、抗氧剂、催化剂、抗静电剂添加剂和上述混合液一同加入高速混料机，充分混合；

（3）加入双螺杆挤出机中，挤出、干燥、切粒。

8.根据权利要求7一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，其特征在于，ABS烘干温度80℃~90℃，烘干时间2~3h 。

9.根据权利要求7一种接枝改性ABS抗静电材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机螺杆转速为 120r/min，一区温度180℃-185℃，二区温度190℃-200℃，三区温度 210℃-220℃，四区温度230℃-240℃，五区温度 190℃-210℃。