CN105219015A

CN105219015A - 一种抗老化abs塑料及其制备方法

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Publication number: CN105219015A
Application number: CN201510797139.8A
Authority: CN
Inventors: 陈斌; 张荣福; 印玲; 赵亚红; 陆一鸣
Original assignee: Shanghai Hans Mould Shape Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hans Mould Shape Co Ltd
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明公开了一种抗老化ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化钛与偶联剂混合均匀，得到改性二氧化钛；(2)将ABS树脂、改性二氧化钛、抗老化剂混合均匀后送入螺杆挤出机熔融混炼；(3)挤出造粒，即得所述抗老化ABS塑料。本发明通过在ABS塑料中添加少量无机纳米TiO2，可在较长时间内具有良好的抗老化性能，还可提高材料的综合力学性能，得到综合性能优良的材料。

Description

一种抗老化ABS塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种塑料材料及其制备方法，尤其涉及一种抗老化ABS塑料及其制备方法。

背景技术

纳米材料通常指其内部结构中至少有一相的一维尺寸达到纳米级的材料，纳米材料内部的超微颗粒既可以是晶态，也可以是非晶态，由于微粒尺寸属纳米量级，因而其界面原子所占比例极大(约占50％)这部分界面原子的结构既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序的非晶体。正是纳米材料的这种特殊结构使材料自身具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应。纳米材料逐渐成为世界各国研究开发的重点，它作为一种新材料在宇航、电子、冶金、化学、生物和医学等领域展示了广泛的应用前景，因而纳米材料被誉为“通往21世纪的新材料”。

纳米粒子粒径在10nm以下时，将迅速增加表面原子的比例。当粒径降到1nm时，表面原子数比例达到约90％以上，原子几乎全部集中到纳米粒子的表面。由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性。由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小，因此纳米材料还具有小尺寸效应(体积效应)、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞与量子隧穿效应、介电限域效应等特点，并且存在由纳米结构组合引起的新的效应，如量子耦合效应和协同效应等。

正是因为纳米粒子本身的这些特性，当它存在于高聚物中时，与聚合物分子链段的尺寸处于同一数量级，两者之间不但能达到分子水平的混合，而且易发生物理化学作用，致使聚合物材料具有特殊的性能，并且在光学、电学、机械、生物等领域表现出许多新的特性和新应用。

无机纳米材料改性高分子材料研究是纳米技术的一个很重要的分支，而在该分支中，纳米半导体化合物粒子提高高分子材料抗老化性能被认为是最为可能取得突破和取得良好经济、社会效益的方向之一。纳米TiO₂就是最早开发的无机纳米抗老化材料之一，使用纳米TiO₂及其复合材料作为高分子材料的抗老化添加剂是最近几年才开始的一项新技术。

因此，随着全球环境尤其是大气层破坏程度加剧，到达地球表面的紫外光能量将会与日俱增，为减少紫外光对人和物的损伤程度，开发屏蔽紫外线型新产品的任务将十分严峻和迫切，尤其是要加快对易受紫外光能量破坏的传统高分子材料进行抗老化改造，而相对于环境不友好的传统有机抗老化材料，使用更稳定、效率更高、更加环保的无机纳米抗老化剂尤其是金红石型纳米TiO₂抗老化改性高分子材料是一个趋势。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题提供一种抗老化ABS塑料及其制备方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种抗老化ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二氧化钛与偶联剂混合均匀，得到改性二氧化钛；

(2)将ABS树脂、改性二氧化钛、抗老化剂混合均匀后送入螺杆挤出机熔融混炼；

(3)挤出造粒，即得所述抗老化ABS塑料。

优选地，所述步骤(1)中偶联剂与二氧化钛的质量比1:100-5:100，所述偶联剂由40-60wt％双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯和40-60wt％双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯组成。

优选地，所述步骤(2)中改性二氧化钛与ABS树脂的质量比5:100-15:100，抗老化剂与ABS树脂的质量比0.3:100-0.7:100，所述的抗老化剂由40-60wt％硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和40-60wt％己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]组成。

优选地，所述步骤(1)为在高速混合机中，温度为70-90℃，转速为300-500转/分钟，搅拌10-30min混合均匀，得到改性二氧化钛。

优选地，所述步骤(2)为在高速混合机中，室温下控制转速在300-500转/分钟，搅拌10-30min混合均匀，取出后转入螺杆挤出机中，机头温度为170-200℃，熔融段的加工温度为160-190℃。

优选地，所述步骤(3)螺杆转速为250-350rpm。

显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗静电剂等。

具体的，在本发明中：

双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯，CAS号：27858-32-8。

双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，CAS号：65467-75-6。

硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，CAS号：41484-35-9。

己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，CAS号：35074-77-2。

本发明通过在ABS塑料中添加少量无机纳米TiO₂，可在较长时间内具有良好的抗老化性能，还可提高材料的综合力学性能，得到综合性能优良的材料。

本发明的抗老化ABS塑料，可以用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，可用于制成汽车用车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。

具体的，可以用于生产的汽车内饰件如下：预拉伸盖、预拉伸盖螺盖、中间扶手上盖下板、压条、地图带压条、中间扶手支撑塑料件、椅背板、大膝部空间椅背板、后排扶手通道、门焊饰条、嵌饰板骨架、门上装骨架等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

ABS树脂，采用中国石油吉林石化公司生产的牌号为0215A的ABS树脂。

二氧化钛，采用品牌为杜邦，型号为R-706的金红石型二氧化钛。

实施例1

抗老化ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将10kg二氧化钛与0.3kg偶联剂加入到高速混合机中，温度为80℃，转速为400转/分钟，搅拌20min混合均匀，得到改性二氧化钛。

(2)将100kgABS树脂、10kg改性二氧化钛、0.5kg抗老化剂加入到高速混合机中，室温下控制转速在400转/分钟，搅拌20min混合均匀，取出后转入螺杆挤出机中，机头温度为180℃，熔融段的加工温度为170℃。

(3)螺杆转速为300rpm挤出造粒，即得所述抗老化ABS塑料。

所述偶联剂由50wt％双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯和50wt％双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯组成。

所述的抗老化剂由50wt％硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和50wt％己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]组成。

实施例2

按实施例1的方法和原料配比制备抗老化ABS塑料，区别仅仅在于：所述偶联剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯，得到实施例2的抗老化ABS塑料。

实施例3

按实施例1的方法和原料配比制备抗老化ABS塑料，区别仅仅在于：所述偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，得到实施例3的抗老化ABS塑料。

实施例4

按实施例1的方法和原料配比制备抗老化ABS塑料，区别仅仅在于：所述的抗老化剂为硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，得到实施例4的抗老化ABS塑料。

实施例5

按实施例1的方法和原料配比制备抗老化ABS塑料，区别仅仅在于：所述的抗老化剂为己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，得到实施例5的抗老化ABS塑料。

测试例

根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，对实施例1-5的ABS塑料进行人工加速老化实验(90℃，500h)。具体测试结果见表1。

表1：人工加速老化后ABS塑料抗老化性能测试表(90℃，500h)

	拉伸强度保持率，％	冲击强度保持率，％
			实施例1	86.8	86.3
实施例2	82.2	82.6
			实施例3	82.7	82.9
实施例4	81.5	82.1
			实施例5	82.1	82.6

比较实施例1与实施例2-3，实施例1(双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯和双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯复配)拉伸强度保持率和冲击强度保持率明显高于实施例2-3(双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯和双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中单一原料)；比较实施例1与实施例4-5，实施例1(硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]复配)拉伸强度保持率和冲击强度保持率明显高于实施例4-5(硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]中单一原料)。

Claims

1.一种抗老化ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二氧化钛与偶联剂混合均匀，得到改性二氧化钛；

(3)挤出造粒，即得所述抗老化ABS塑料。

2.如权利要求1所述抗老化ABS塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中偶联剂与二氧化钛的质量比1:100-5:100，所述偶联剂由40-60wt％双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯和40-60wt％双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯组成。

3.如权利要求1所述抗老化ABS塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中改性二氧化钛与ABS树脂的质量比5:100-15:100，抗老化剂与ABS树脂的质量比0.3:100-0.7:100，所述的抗老化剂由40-60wt％硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]和40-60wt％己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]组成。

4.如权利要求1所述抗老化ABS塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)为在高速混合机中，温度为70-90℃，转速为300-500转/分钟，搅拌10-30min混合均匀，得到改性二氧化钛。

5.如权利要求1所述抗老化ABS塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)为在高速混合机中，室温下控制转速在300-500转/分钟，搅拌10-30min混合均匀，取出后转入螺杆挤出机中，机头温度为170-200℃，熔融段的加工温度为160-190℃。

6.如权利要求1所述抗老化ABS塑料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)螺杆转速为250-350rpm。

7.一种抗老化ABS塑料，其特征在于，由权利要求1-6中任一项所述的方法制备而成。