CN106366554B - Pva/abs耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法 - Google Patents

Pva/abs耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法。其由不同聚合度PVA10‑30份、乳液法聚合ABS 50‑80份、相容剂5‑10份、纳米滑石粉5‑8份、增塑剂5‑10份、抗氧剂0.3‑0.5份、润滑剂0.5‑1份、分散剂0.1‑0.5、组成。本发明方法制得的耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，具有很高的抗腐蚀能力，对溶剂、油污其他化学品有很好的抵抗效果，同时还具有很高的韧性和永久抗静电能力。成功解决普通塑料抗静电效果差，抗静电时间短、力学强度低等缺陷，推动了家电行业在使用中的安全性和耐腐蚀性的发展。顺应当代人们对家电舒适度和安全性能更高的要求。

Description

PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是一种强度高、韧性好、易于加工、耐溶剂、光泽度高的高分子塑料广泛应用在汽车、家电、电子、机械、建筑材料等领域。ABS本身突出的绝缘性(体积电阻率约4×1015欧姆·cm)使积聚在其表面的电荷极难疏导产生静电积累，导致吸尘、电击现象，甚至产生火花放电已发火灾，在汽车、电器等领域使用产生较大的安全隐患。
目前对ABS抗静电研究方法很多，大体分为两类：①加入导电填料如炭黑、石墨、碳纳米管、金属粉、碳纤维等；②加入抗静电剂或导电高分子如季铵盐类、磺酸盐类、烷基溴化铵类，聚苯胺、据醚酯酰胺、聚乙二醇等。导电材料可以大幅降低ABS的表面电阻率，但其不易分散、加工困难、颜色单一、密度大等不利因素也制约着抗静电ABS的发展。抗静电剂改性ABS存在稳定性差、抗静电效果不理想、对力学性能影响大等问题，容易迁移很难实现永久性抗静电。
聚乙烯醇(PVA)分子链上含有大量羟基，具有突出的抗静电性，为永久抗静电材料，并且有突出的抗化学腐蚀和耐油污的特点，来源丰富、价格低廉具有广泛的应用空间。其分子链规整且大量的氢键作用使其具有良好的力学强度，本文通过对PVA增塑改性实现可塑加工，再与ABS复合实现ABS永久抗静电作用，制备出抗静电效果好、强度高、容易加工、价格低廉的ABS/PVA合金。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明公开了一种聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料及其制备方法。
本发明的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，包含有下列重量份的原材料：
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为乳液法ABS。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的聚乙烯醇树脂为1988、1788和0588至少两种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的相容剂为KT-2(ABS接枝马来酸酐)、SMA-800(丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物)、JH-005(苯乙烯、丙烯晴、丙烯酸缩水甘油酯共聚物)至少两种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的增塑剂为甘油、一缩二乙二醇、低分子聚乙二醇中的至少两种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的纳米滑石粉大于8000目，经过硅烷偶联剂表面处理的压缩的粒状滑石粉。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的抗氧化剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代二丙酸酯类及其他含硫化合物类抗氧剂中的至少一种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述润滑剂为硬脂酸盐类、甲基硅油类和聚乙烯蜡中的至少一种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述分散剂为硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
优选的，上述所述PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料中，所述的成核剂为纳米蒙脱土和羧酸钠盐中至少一种。
本发明还提供了一种PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、纳米滑石粉、相容剂、分散剂、抗氧剂按照比例加入到高速混合机中80℃高速混合3-5分钟，打开高速混合机放气冷却到室温；
(2)将增塑剂、润滑剂加入(1)中70度高速搅拌2分钟，然后打开高速混合机放气，再加入成核剂70-80℃高速搅拌3-6分钟，排气冷却到室温；
(3)将(2)所得到的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，其中螺杆组合为中强组合，温度170-190℃，螺杆转速370-400RPM，真空度＜-0.06MPa。
本发明使用抗静电效果十分出色的聚乙烯醇共混改性ABS树脂，从而提高ABS的永久抗静电效果，改变传统ABS抗静电效果差，持续时间短等缺陷。
本发明使用特殊的PVA增塑剂甘油、一缩二乙二醇和低分子聚乙二醇和液体润滑剂大大提高了PVA的塑化效果，提高了PVA/ABS合金的加工流动性能。
本发明使用了纳米滑石粉改善了合金的强度，提高了合金材料的应用价值。本发明使用特殊的混合工艺和挤出工艺，使增塑剂和润滑剂能有效侵入PVA分子链中降低了PVA分子链之间强大的作用力，有利于合金的挤出。
显然本领域技术人员应当知晓，如在本发明的制备组份中添加抗菌剂、抗静电剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦应属于本发明的保护范围。
本发明具有如下有益效果：
1、与传统的抗静电ABS相比，PVA/ABS复合材料可获得永久性的抗静电效果。传统的抗静电ABS一般为ABS加入抗静电剂如克莱恩的HS-1、日本花王的ECEL PC、国内盛德的SD502等，这些抗静电剂在ABS中添加量大、成本高、易失效和对物性影响较大等缺陷一直制约抗静电ABS的发展。PVA本身分子量大且大量的羟基使其具有十分优秀的抗静电效果而且长期有效。
2、使用纳米滑石粉增强改性PVA/ABS合金使复合材料的强度大大提高，PVA的高冲击性能是复合材料比起传统的抗静电ABS既有高的强度又有高的韧性。
3、加入纳米蒙脱土等成核剂大大提高了复合材料的耐热性能和耐水性能。纳米蒙脱土的八面片层结构不但提高了PVA的结晶度而且可阻止水分子的侵入使复合材料在使用过程中尺寸和性能更稳定。
4、与传统的抗静电ABS相比PVA/ABS合金具有更好的抗油污耐化学腐蚀的特性。PVA高结晶度强极性的特点使其具有很好的抗油污和耐腐蚀特点从而大大提高了ABS耐腐蚀和抗油污性能，提高了复合材料的应用范围。
本发明方法制得的耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，具有很高的抗腐蚀能力，对溶剂、油污其他化学品有很好的抵抗效果，同时还具有很高的韧性和永久抗静电能力。成功解决了普通塑料抗静电效果差，抗静电时间短、力学强度低等缺陷，推动了家电行业在使用中的安全性和耐腐蚀性的发展。顺应当代人们对家电舒适度和安全性能更高的要求。
附图说明
图1为对比例2所得材料的SEM图；
图2为实施例1所得材料的SEM图；
图3为抗油性测试结果图。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
实施例一：
本实施例中一种聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇1788、0588、ABS-DG-417、纳米滑石粉、KT-2、JH-005、TSA-2F、1076、168按照比例加入到高速混合机中80度高速混合3-5分钟，打开高速混合机放气冷却到室温。
(2)将甘油、一缩二乙二醇，液体蜡加入(1)中70度高速搅拌2分钟，然后打开高速混合机放气，再加入纳米蒙脱土70-80度高速搅拌5分钟，排气冷却到室温。
(3)将(2)所得到的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，其中螺杆组合为中强组合，温度170-190度，螺杆转速370-400RPM，真空度＜-0.06MPa。
实施例二：
本实施例中一种聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇1788、0588、ABS121H、纳米滑石粉、KT-2、JH-005、EBS、1076、168按照比例加入到高速混合机中80度高速混合3-5分钟，打开高速混合机放气冷却到室温。
(2)将甘油、一缩二乙二醇，液体蜡。二甲基硅油加入(1)中70度高速搅拌2分钟，然后打开高速混合机放气，再加入纳米蒙脱土70-80度高速搅拌5分钟，排气冷却到室温。
(3)将(2)所得到的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，其中螺杆组合为中强组合，温度170-190度，螺杆转速370-400RPM，真空度＜-0.06MPa。
实施例三：
本实施例中一种聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇1788、0588、1988、ABS121H、纳米滑石粉、KT-2、JH-005、EBS、1076、168按照比例加入到高速混合机中80度高速混合3-5分钟，打开高速混合机放气冷却到室温。
(2)将甘油、一缩二乙二醇，聚乙二醇、液体蜡、二甲基硅油加入(1)中70度高速搅拌2分钟，然后打开高速混合机放气，再加入纳米蒙脱土70-80度高速搅拌5分钟，排气冷却到室温。
(3)将(2)所得到的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，其中螺杆组合为中强组合，温度170-190度，螺杆转速370-400RPM，真空度＜-0.06MPa。
对比例1：
本例中的普通抗静电ABS材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)将ABS0215A和烘干的抗静电剂HS-1、抗氧剂和润滑剂在高温下混合5-10分钟。
(2)将(1)所得的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出工艺：温度200-220度，螺杆转速400-420RPM，真空度＜-0.06MPa。
对比例2：
不添加相容剂KT-2/JH-005，其他与实施例1相同。
将上述实施例一、二、三制得的聚乙烯醇(PVA)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料与对比例1以及对比例2所得材料的相关物性指标根据有关检测标准测试其强度、表面电阻率如表1所示。
表1
将上述实施例一、二、三制得的复合材料与对比例1普通抗静电ABS材料进行抗油性测试结果如附图3。
测试方法：将实施例一、二、三所制得的国标哑铃状拉伸样条和对比例1普通抗静电ABS所制得的国标哑铃状拉伸样条在普通食用油中浸泡10分钟后取出后在常温下放置15天，然后用纯净水冲洗擦干净，观察表面颜色和力学强度变化。
测试物性 实施例一 实施例二 实施例三 对比例1
拉伸强度 39 39 45.8 34
伸长率 80 82 63 17
表2.实施例一、二、三与对比例1抗油污实验后力学强度
由表2看出耐油试验后实施例强度变化较小，表面无明显油迹，对比例1力学强度下降较大，且表面油迹严重。

Claims (11)

1.PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：包含有下列重量份的原材料：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂 50-80份
聚乙烯醇树脂 10-30 份
相容剂 5-10份
增塑剂 5-10份
纳米滑石粉 5-8份
抗氧化剂 0.3-0.5份
润滑剂 0.5-1份
分散剂 0.5-1 份
成核剂 0.8-1.5份。
2.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂为乳液法ABS。
3.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的聚乙烯醇树脂为1988、1788和0588至少两种。
4.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的相容剂为ABS接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯晴-丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少两种。
5.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的增塑剂为甘油、一缩二乙二醇、低分子聚乙二醇中的至少两种。
6.根据权利要求5所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料， 其特征在于：所述的纳米滑石粉大于8000目，经过硅烷偶联剂表面处理的粒状滑石粉。
7.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代二丙酸酯类及其他含硫化合物类抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸盐类、甲基硅油类和聚乙烯蜡中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述分散剂为硬脂酸酰胺和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料，其特征在于：所述的成核剂为纳米蒙脱土和羧酸钠盐中至少一种。
11.一种权利要求1-10任一项所述的PVA/ABS耐腐蚀、高韧永久抗静电复合材料的制备方法，其特征在于：加工生产包括以下步骤：
(1)将聚乙烯醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、纳米滑石粉、相容剂、分散剂、抗氧剂按照比例加入到高速混合机中80℃高速混合3-5分钟，打开高速混合机放气冷却到室温；
(2)将增塑剂、润滑剂加入（1）中70度高速搅拌2分钟，然后打开高速混合机放气，再加入成核剂70-80℃高速搅拌3-6分钟，排气冷却到室温；
(3)将（2）所得到的混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒，其中螺杆组合为中强组合，温度170-190℃，螺杆转速370-400RPM，真空度＜-0.06MPa。
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