CN105733119A - 一种适用于涂装件的abs树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，为一种适用于涂装件的ABS树脂组合物。该组合物包括丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、N,N-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸镁、二甲基硅油、邻苯二甲酸二辛脂和磷酸三甲酚酯。制备方法如下：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物的混合物再与调配好的助剂利用高速混合器进行充分混合均匀制成混合料；将混合料用同向双螺杆挤出机挤出造粒，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。本发明的优点：本发明的ABS树脂组合物的冲击强度大于180J/m，与喷涂漆膜具有良好相容性，满足大部分涂装件应用的需要。
Description
技术领域
本发明属于化工新材料或高分子材料领域，涉及一种适用于涂装件的ABS树脂组合物。
背景技术
ABS树脂作为世界第五大通用塑料和最广泛的橡胶增韧塑料，因其具有耐热、表面硬度高尺寸稳定、耐化学性及电性能良好,易于成型和机械加工等优异的综合性能,在电子电器、仪器仪表、汽车、建材工业和日用制品等领域获得广泛的应用。
ABS材料的迅速发展与其内部结构组成是密不可分的。苯乙烯赋予树脂刚性、电性能、易加工性及表面光泽性；丁二烯赋予树脂韧性及低温抗冲性；丙烯睛则赋予树脂耐化学性、耐侯性、耐热性及抗张强度。由于三种组分的结合,优势互补,使得ABS树脂组合物可以因生产实际的需要而进行多种牌号的调整，进而成为苯乙烯系列树脂中发展和变化最大的树脂品种。
对ABS树脂而言,在存储、成型、使用过程中，随时间的延长，其会发烧结构变化，呈现物理力学性质的劣化。尤其在户外暴露时,在热、光等条件下氧化降解,使得ABS树脂分子中丁二烯所含的不饱和双键发生断裂。若经受紫外线照射时,氧化作用更甚,实际生产中使用的结果是表明ABS塑料在室外暴露半年后,冲击强度下降45％,这是ABS性能上的最大不足之处。
由此而引起人们对喷涂涂装件的使用和热衷，一方面涂装件的产品外观美观；另一方面，喷涂在ABS制品外表面的漆层在一定程度上也可以起到隔绝空气，提高ABS产品的使用寿命的作用。严格意义上说，不是所有的ABS树脂组合物都适用于涂装件的生产，部分ABS树脂组合物可能出现冲击强度的快速下滑，部分ABS树脂组合物会因与漆膜之间的粘着能力差，而出现大面积的漆膜脱落现象。鉴于ABS树脂组合物的三种组分间的相互作用，按照生产实际需要进行组合物的调配，开发多种功能性的专用ABS树脂组合物的案例众多。
US5883189的专利申请在乳液聚合制备了粒度小于320nm聚丁二烯产物，在此基础上调整苯乙烯和丙烯腈的含量比值，并用乳液聚合的方法将三种组合物进行接枝聚合，获得的高光泽ABS树脂组合物，且其在韧性和加工性上也具备很好的应用。
CN1121938A的专利发明公开了一种耐冲击、加工流动性能良好的苯乙烯系列树脂组合物。其中的橡胶类接枝共聚物的含量在10wt％～60wt％之间，选用不饱和腈系单体过程中，加入部分甲基丙烯酸甲酯，用以提高树脂组合物的光泽度。其中未接枝的苯乙烯系共聚物含量控制在苯乙烯共聚物总量的20wt％以下，在此低接枝程度的同时还可以兼具冲击强度和光泽度的性能，使其在家电制品的外壳和汽车成型品等方面有良好的应用。
CN103214812A的专利申请中提出了一种有效提高阻燃效果的微胶囊化ABS/PC材料，其中PC的质量百分比在40％～70％之间，制备的此种微胶囊的阻燃ABS组合物的热稳定性优异，提供阻燃效率的同时，还具有不易吸潮、产品尺寸稳定的特性，易于注射成型加工电器外壳、送风机、蓄电池组等。值得一提的是，其残炭量较高，生烟量少，有利于降低火灾危害。
CN103224684A的专利将SiO2种子液微球加入到ABS产品中，在SiO2粒子的良好分散下提高此种复合ABS产品的热稳定性，并在力学性能上起到增韧的效果。这种以无机刚性粒子对ABS组合物的改性方法的关键在于SiO2粒子的均匀分散，只有分散效果好才不易造成应力的集中，才能发挥无机/有机复合材料的优势。
CN102108164A的发明专利申请公开了一种具有优良流动性能的ABS树脂组合物，200℃～260℃，熔融指数在40g/min～70g/min。并具体公开了以下技术特征“高含胶量ABS粉料20公斤、SAN130公斤、SAN250公斤，N,N-乙撑双硬脂酰胺1.1公斤，硬脂酸镁0.15公斤，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1公斤”；该ABS树脂组合物的各组分含量按重量份为：
内润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺；
外润滑剂为硬脂酸镁；
抗氧剂为二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯；
高胶含量ABS树脂接枝粉料为丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物，胶含量大于60％；
SAN1为苯乙烯-丙烯腈共聚物，AN含量为22.5～24.5，数均分子量为7000～8000；
SAN2为苯乙烯-丙烯腈共聚物，AN含量为23.5～25.5，数均分子量为4000～5000。
该专利申请公开的ABS树脂组合物具有良好的机械性能，生产工艺简单，成本相对较低。
但是该专利申请存在的缺点是：ABS树脂组合物的表面亲油性不强，进而与喷涂漆漆膜的相容性不够好和ABS树脂组合物的冲击强度不高。
目前在ABS涂装件市场中，占据主要份额的主要是电动摩托车装配件及一些高端家用电器产品，这就要求适用于涂装件的ABS树脂组合物一方面要与喷涂漆之间要有良好的相容性，使得喷涂漆可以渗入ABS树脂表面维持颜色持久亮丽；另一方面，还要保证此种ABS树脂组合物的冲击强度不能过低，确保涂装件产品的使用性能。因此开发一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,使其在冲击强度大于180J/m，满足大部分产品的需要，且与喷涂漆膜有较好的相容性，具有一定的应用实际意义。
发明内容
本发明的技术方案是为了克服现有技术中存在的ABS树脂组合物的表面亲油性不强，进而与喷涂漆漆膜的相容性不够好和ABS树脂组合物的冲击强度不高的不足之处，而提供了一种适用于涂装件的ABS树脂组合物的调配方法。该方法通过调节丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的配比，通过助剂(如抗氧化剂)的加入，可以获得与喷涂漆有较好相容性的ABS树脂组合物，并且保证此种ABS树脂组合物的冲击强度大于180J/m，满足大部分涂装件应用的需要。
一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:选择适当的PBL胶乳粒径分布，通过调节ABS树脂的三种组分丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的比例，及选择性加入不同防老化剂、润滑剂、抗氧化剂，使得获得的ABS树脂组合物的表面亲油性有所增加，进而与喷涂漆漆膜有更好的相容性；
该ABS树脂组合物各组分按重量份数为：
该ABS树脂组合物优选各组分按重量份数为：
所述的ABS树脂组合物中助剂二甲基硅油、邻苯二甲酸二辛脂和磷酸三甲酚酯可以有选择性加入。
所述的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物各种单体质量比例为丁二烯∶苯乙烯∶丙烯腈＝(52～60)∶(23～32)∶(14～18)，其中PBL胶乳粒径大小控制在粒径大小控制为280nm～320nm之间，确保聚丁二烯粒子在SAN连续相中的良好分散。
所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃,10Kg条件下，熔融指数大于30g/10min，此性能旨在为ABS树脂组合物提供良好的加工性能；N元素含量≥7.5％，键合丙烯腈含量为25％～28％，此数据可以确保所得喷涂级ABS树脂组合物具有与丙烯酸漆膜之间的良好相容性。
一种ABS树脂组合物的调配方法，该方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
所述的同向双螺杆挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为180℃～190℃、190℃～200℃、190℃～200℃、200℃～210℃。
所述的同向双螺杆挤出机的机筒进行抽真空处理，真空度为-0.06±0.01MPa。
所述的ABS树脂组合物，其冲击强度大于180J/m。
所述的ABS树脂组合物，其中丙烯腈含量占ABS树脂组合物的百分比大于7.5％，接触角最高为90.8度，显示为弱疏水性。
本发明的有益效果：
1)在本发明中将PBL胶乳粒径大小控制在280nm～320nm之间，确保聚丁二烯粒子在SAN连续相中的良好分散，并且通过调节ABS树脂的三种组分丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的比例，及选择性加入不同防老化剂、润滑剂、抗氧化剂，使得获得的ABS树脂组合物的表面亲油性有所增加，进而与喷涂漆漆膜有更好的相容性。
2)苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃,10Kg条件下，熔融指数大于30g/10min，此性能旨在为ABS树脂组合物提供良好的加工性能；N元素含量≥7.5％，丙烯腈含量为25％～28％，此数据可以确保所得喷涂级ABS树脂组合物具有与丙烯酸漆膜之间的良好相容性。
3)将混合料利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，其温控区间设置为190℃～210℃，经过水冷却后切成为的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型进行性能测试，实验结果表示，所得产品为本发明所述的适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
4)本发明的ABS组合物，其中丙烯腈含量占ABS树脂组合物的百分比大于7.5％，接触角最高为90.8度，显示为弱疏水性，此ABS组合物与喷涂漆的结合性有明显改善。
具体实施方式
一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,选择适当的PBL胶乳粒径分布，通过调节ABS树脂的三种组分丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的比例，及选择性加入不同防老化剂、润滑剂、抗氧化剂，使得获得的ABS树脂组合物的表面亲油性有所增加，进而与喷涂漆漆膜有更好的相容性；
该ABS树脂组合物各组分按重量份数为：
该ABS树脂组合物各组分按重量优选份数为：
所述的ABS树脂组合物中助剂二甲基硅油、邻苯二甲酸二辛脂和磷酸三甲酚酯可以有选择性加入。
所述的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物各种单体质量比例为丁二烯∶苯乙烯∶丙烯腈＝(52～60)∶(23～32)∶(14～18)，其中PBL胶乳粒径大小控制在粒径大小控制为280nm～320nm之间，确保聚丁二烯粒子在SAN连续相中的良好分散。
所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃,10Kg条件下，熔融指数大于30g/10min，此性能旨在为ABS树脂组合物提供良好的加工性能；N元素含量≥7.5％，键合丙烯腈含量为25％～28％，此数据可以确保所得喷涂级ABS树脂组合物具有与丙烯酸漆膜之间的良好相容性。
一种ABS树脂组合物的制备方法，该方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
将其产品进行干燥，注塑成型进行性能测试，实验结果如表1所示，证实所得产品为本发明所述的适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
所述的同向双螺杆挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为180℃～190℃、190℃～200℃、190℃～200℃、200℃～210℃。
所述的同向双螺杆挤出机的机筒进行抽真空处理，真空度为-0.06±0.01MPa。
所述的ABS树脂组合物，其冲击强度大于180J/m。
所述的ABS树脂组合物，其中丙烯腈含量占ABS树脂组合物的百分比大于7.5％，接触角最高为90.8度，显示为弱疏水性。此ABS组合物与喷涂漆的结合性有明显改善。
按照下述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及助剂的比例，利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合时间控制在5min～8min。将混合料在190℃～210℃的温度下挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3×3mm的圆柱状粒子产品，得到不同实验例适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
实施例1：本发明ABS树脂组合物各组分按重量份数为：
按上述配比，ABS树脂组合物的制备方法，该方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
将其产品进行干燥，注塑成型进行性能测试，实验结果如表1所示，证实所得产品为本发明所述的适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
实施例2：本发明ABS树脂组合物各组分按重量份数为：
按上述配比，ABS树脂组合物的制备方法，该方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
将其产品进行干燥，注塑成型进行性能测试，实验结果如表1所示，证实所得产品为本发明所述的适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
实施例3：本发明ABS树脂组合物各组分按重量份数为：
按上述配比，ABS树脂组合物的制备方法，该方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
将其产品进行干燥，注塑成型进行性能测试，实验结果如表1所示，证实所得产品为本发明所述的适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
表1.适用于涂装件的ABS树脂组合物性能指标
本发明通过调节丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的配比，通过助剂(如抗氧化剂)的加入，可以获得与喷涂漆有较好相容性的ABS树脂组合物，并且保证此种ABS树脂组合物的冲击强度大于180J/m，满足大部分涂装件应用的需要。
Claims (10)
1.一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:选择适当的PBL胶乳粒径分布，通过调节ABS树脂的三种组分丁二烯、丙烯腈和苯乙烯之间的比例，及选择性加入不同防老化剂、润滑剂、抗氧化剂，使得获得的ABS树脂组合物的表面亲油性有所增加，进而与喷涂漆漆膜有更好的相容性；
该ABS树脂组合物各组分按重量份为：
2.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:该ABS树脂组合物各组分按重量份为：
3.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:所述的ABS树脂组合物中助剂二甲基硅油、邻苯二甲酸二辛脂和磷酸三甲酚酯可以有选择性加入。
4.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:所述的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物各种单体质量比例为丁二烯∶苯乙烯∶丙烯腈＝(52～60)∶(23～32)∶(14～18)，其中PBL胶乳粒径大小控制在粒径大小控制为280nm～320nm之间，确保聚丁二烯粒子在SAN连续相中的良好分散。
5.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:所述的苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃,10Kg条件下，熔融指数大于30g/10min，此性能旨在为ABS树脂组合物提供良好的加工性能；N元素含量≥7.5％，键合丙烯腈含量为25％～28％，此数据可以确保所得喷涂级ABS树脂组合物具有与丙烯酸漆膜之间的良好相容性。
6.一种用于权利要求1-4中任意一种适用于涂装件的ABS树脂组合物，其特征在于：制备该组合物的方法具体步骤如下：
第一步：先将选择280nm～320nm之间的PBL胶乳进行接枝共聚，得到高接枝率的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物；
第二步：将助剂N,N-乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸镁，二甲基硅油，邻苯二甲酸二辛脂，磷酸三甲酚酯均按照所述的比例组合调配；
第三步：将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯-丙烯腈共聚物组合物及防老化剂、润滑剂、抗氧化剂在70℃～95℃下进行烘干2h，将上述各组份料利用高速混合器进行充分混合均匀，其混合转速为4500转/小时，混合时间控制在5min～8min；
第四步：将混合料在190℃～210℃的温度下利用同向双螺杆挤出机挤出造粒，经过水冷却后切成为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，将其产品进行干燥，注塑成型，得到适用于喷涂件的ABS树脂组合物。
7.根据权利要求5所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物的制备方法,其特征在于:所述的同向双螺杆挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为180℃～190℃、190℃～200℃、190℃～200℃、200℃～210℃。
8.根据权利要求5所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物的制备方法,其特征在于:所述的同向双螺杆挤出机的机筒进行抽真空处理，真空度为-0.06±0.01MPa。
9.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:所述的ABS树脂组合物，其冲击强度大于180J/m。
10.根据权利要求1所述的一种适用于涂装件的ABS树脂组合物,其特征在于:所述的ABS树脂组合物，其中丙烯腈含量占ABS树脂组合物的百分比大于7.5％，接触角最高为90.8度，显示为弱疏水性。
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