CN106832642A - 一种高焊接强度的耐热abs树脂材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料及其制备方法，包括以下组分及重量份含量：ABS高胶粉20‑30份，低分子量SAN树脂5‑25份，高丙烯腈含量SAN树脂45‑75份，耐热剂10‑30份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.1‑1份及耐候剂0.1‑1份；制备时，按重量份将ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，出料，得到混合物，再由双螺杆挤出机挤出造粒，控制双螺杆挤出机的温度为180‑240℃，螺杆转速为180‑600转/分，真空度大于0.09MPa，即可。现有技术相比，本发明通过在耐热ABS树脂中添加低分子量SAN树脂，可以明显改善焊接良率，提高焊接强度，可以应用于后加工为焊接工艺的汽车内外饰制件。

Description

一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)是一种常见的通用树脂。ABS具有高韧性、易加工、易着色等优异特点，其综合性能良好，现已被广泛应用于汽车、电子电气、军工、机械等行业。随着现代科技技术的发展，对ABS的需求量也在快速增长，尤其是汽车行业，随着汽车销量的增加，ABS的用量也越来越多。
汽车用ABS一般主要用于汽车内外饰的塑料件，其中，内饰件对材料的耐热有较高的要求，从各家主机厂的材料标准来看，维卡软化点大于100℃是基本要求，很多高温存放试验超过95℃的更是要求维卡软化点大于105℃。内饰塑料件的连接方式有塑料件压制、搭配组装、机械紧固、焊接等。焊接又分为热板焊接、热风焊接、超声波焊接、摩擦焊接、激光焊接等。塑料焊接具有焊接速度快、精度高、自动化、成本低等优点，目前已经得到了比较广泛的应用。
在实际应用过程中，维卡软化点大于105℃的耐热ABS由于添加了大量的耐热剂，在焊接过程中易出现焊接强度不够、焊接良率低或者使用一段时间后，两个件发生分离的问题。
申请号为201610292596.6的中国专利公开了—种高焊接强度的PC/ABS合金材料，由30-65重量份的聚碳酸酯、15-40重量份的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、10-20重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、3-5重量份的高胶粉、1-5重量份的相容剂和0.5-1重量份的加工助剂组成。该专利技术主要是通过特殊极性添加剂以及特定AS牌号和高胶粉的搭配使用，来提高PC/ABS合金材料的焊接强度。
申请号为201410789242.3的中国专利公开了一种易焊接高性能PC/ABS合金材料，该合金材料由下述重量百分比的原料组成：中粘PC 30％～70％、ABS-1#24％～64％、ABS-2#24％～64％、树脂改性剂5％、基本助剂1％～3％、润滑剂0％～0.2％。该专利是通过在PC/ABS中添加增韧剂、接枝物或相容剂作为树脂改性剂来提高PC/ABS合金材料的焊接强度。
然而，目前有关如何提高ABS树脂焊接性能的技术内容却鲜有报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能有效改善焊接良率，提高焊接强度，保证材料机械性能的高焊接强度的耐热ABS树脂材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，包括以下组分及重量份含量：ABS高胶粉20-30份，低分子量SAN树脂5-25份，高丙烯腈含量SAN树脂45-75份，耐热剂10-30份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.1-1份及耐候剂0.1-1份。
所述的低分子量SAN树脂的重均相对分子质量为10000-30000，其中，丙烯腈的质量百分含量为23-32％。
所述的高丙烯腈含量SAN树脂的重均相对分子质量为70000-150000，其中，丙烯腈的质量百分含量为38-45％。
所述的ABS高胶粉中胶的质量百分含量为50-60％，并且ABS高胶粉的粒径为0.2-1.2μm。
所述的耐热剂为N-苯基马来酰亚胺的共聚物或ɑ-甲基苯乙烯的共聚物。
所述的N-苯基马来酰亚胺的共聚物为苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺与马来酸酐的三元共聚物或苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺的两元共聚物，其中，N-苯基马来酰亚胺的质量百分含量为15％-55％；
所述的ɑ-甲基苯乙烯的共聚物为ɑ-甲基苯乙烯、丙烯腈的两元共聚物或ɑ-甲基苯乙烯、苯乙烯、丙烯腈的三元共聚物，其中ɑ-甲基苯乙烯的质量百分含量为20-60％。
所述的抗氧剂为受阻酚化合物或亚磷酸酯化合物中的一种或两种混合物。
所述的润滑剂包括硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
所述的耐候剂为紫外线吸收剂与受阻胺光稳定剂的混合物。
所述的紫外线吸收剂可以选自市售的紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327或紫外线吸收剂RMB中的一种。
所述的受阻胺光稳定剂可以选自市售的苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯、氮基三[乙酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯]、N、N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)己二胺、亚磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基-4-羟基哌啶)酯或癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-羟基哌啶)酯中的一种。
一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
ABS高胶粉20-30份，低分子量SAN树脂5-25份，高丙烯腈含量SAN树脂45-75份，耐热剂10-30份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.1-1份及耐候剂0.1-1份；
(2)按重量份将ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，出料，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，控制双螺杆挤出机的温度为180-240℃，螺杆转速为180-600转/分，真空度大于0.09MPa，即制得所述的耐热ABS树脂材料。
与现有技术相比，本发明高焊接强度的耐热ABS树脂中添加了低分子量SAN树脂，在热板焊接过程中，低分子量的SAN相比耐热剂和常规分子量及高分子量的SAN或ABS更容易熔融，在同样的温度下粘结的更牢固，可以明显改善焊接良率，提高焊接强度；而高丙烯腈含量SAN的存在，则增加了耐热ABS的极性，也更利于提高焊接强度。由于低分子量SAN与耐热ABS的成分一致，可以较好的保持材料的机械性能，并且流动性也有一定的提高，可以应用于后加工为焊接工艺的汽车内外饰制件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例1-6和对比例1-2中，所使用的原料如下：
ABS橡胶粉：锦湖P/D181
低分子量SAN树脂：日之升EMI100
高丙烯腈含量SAN树脂：日之升EN40
通用SAN：奇美SAN128
耐热剂：DENKA MSNI
抗氧剂：Ciba：TG-1076
润滑剂：市售的EBS(乙撑双硬脂酸酰胺)
耐候剂：市售的UVP和770，比例为1:1
各实施例与对比例的制样步骤如下
按高焊接强度的耐热ABS树脂脂配方分别称取各组分；将称取的ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中搅拌5-30min后出料得到混合物；将混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆挤出机的温度为180-240℃，螺杆转速为180-600转/分，真空度大于0.09MPa。
各实施例和对比例制备的树脂按ISO标准注塑成标准的冲击样条进行测试，如表1所示。
表1物理性能及测试方法对应表
物理性能 测试方法
维卡软化点 ISO 306
IZOD缺口冲击强度(3.2mm) ISO 180
拉伸强度 ISO 527
各实施例和对比例制备的树脂焊接性能的评估方式如下：焊接板尺寸：100mm*45mm*2mm；样板调节时间：按照GB/T 2918-1998，调节24h；热板焊接工艺为：焊接温度300℃；热熔时间：10s；固化时间10s。焊接后测试拉伸强度，并且各焊接100个，统计焊接良率。
表2实施例与比较例组分构成以及性能评价
由表2结果可知，通过在耐热ABS中添加低分子量的SAN和高AN含量SAN复配，可以在不影响机械性能的前提下明显提高焊接强度和焊接良率，可以应用于后加工为焊接工艺的汽车内外饰制件。
实施例7
本实施例高焊接强度的耐热ABS树脂材料，包括以下组分及重量份含量：ABS高胶粉22份，低分子量SAN树脂8份，高丙烯腈含量SAN树脂53份，耐热剂15份，抗氧剂0.8份，润滑剂0.6份及耐候剂0.7份。
本实施例中，低分子量SAN树脂的重均相对分子质量为10000，丙烯腈的质量百分含量为23％。高丙烯腈含量SAN树脂的重均相对分子质量为70000，丙烯腈的质量百分含量为38％。ABS高胶粉中胶的质量百分含量为50％，并且ABS高胶粉的粒径为0.2μm。
耐热剂为N-苯基马来酰亚胺的共聚物，其中N-苯基马来酰亚胺的质量百分含量为15-55％。抗氧剂为受阻酚化合物；润滑剂由硬脂酸盐、石蜡与聚乙烯蜡按质量比为1:1:1混合而成。耐候剂由外线吸收剂UV-P与苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯混合而成。
本实施例高焊接强度的耐热ABS树脂材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
ABS高胶粉22份，低分子量SAN树脂8份，高丙烯腈含量SAN树脂53份，耐热剂15份，抗氧剂0.8份，润滑剂0.6份及耐候剂0.7份；
(2)按重量份将ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，出料，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，控制双螺杆挤出机的温度为180℃，螺杆转速为600转/分，真空度大于0.09MPa，即制得耐热ABS树脂材料。
实施例8
本实施例高焊接强度的耐热ABS树脂材料，包括以下组分及重量份含量：ABS高胶粉26份，低分子量SAN树脂14份，高丙烯腈含量SAN树脂60份，耐热剂20份，抗氧剂1份，润滑剂0.8份及耐候剂1份。
本实施例中，低分子量SAN树脂的重均相对分子质量为30000，丙烯腈的质量百分含量为32％。高丙烯腈含量SAN树脂的重均相对分子质量为150000，丙烯腈的质量百分含量为45％。ABS高胶粉中胶的质量百分含量为60％，并且ABS高胶粉的粒径为1.2μm。
耐热剂为ɑ-甲基苯乙烯的共聚物，其中ɑ-甲基苯乙烯的质量百分含量为20-60％。
抗氧剂为亚磷酸酯化合物；润滑剂由脂肪酸酰胺、硅油与乙撑双硬脂酰胺按质量比为1:1:1混合而成。耐候剂由紫外线吸收剂UV-531与癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯混合而成。
本实施例高焊接强度的耐热ABS树脂材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
ABS高胶粉26份，低分子量SAN树脂14份，高丙烯腈含量SAN树脂60份，耐热剂20份，抗氧剂1份，润滑剂0.8份及耐候剂1份；
(2)按重量份将ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，出料，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，控制双螺杆挤出机的温度为240℃，螺杆转速为180转/分，真空度大于0.09MPa，即制得耐热ABS树脂材料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，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 (9)

1.一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，包括以下组分及重量份含量：ABS高胶粉20-30份，低分子量SAN树脂5-25份，高丙烯腈含量SAN树脂45-75份，耐热剂10-30份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.1-1份及耐候剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的低分子量SAN树脂的重均相对分子质量为10000-30000，其中，丙烯腈的质量百分含量为23-32％。
3.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的高丙烯腈含量SAN树脂的重均相对分子质量为70000-150000，其中，丙烯腈的质量百分含量为38-45％。
4.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的ABS高胶粉中胶的质量百分含量为50-60％，并且ABS高胶粉的粒径为0.2-1.2μm。
5.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的耐热剂为N-苯基马来酰亚胺的共聚物或ɑ-甲基苯乙烯的共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚化合物或亚磷酸酯化合物中的一种或两种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的润滑剂包括硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种高焊接强度的耐热ABS树脂材料，其特征在于，所述的耐候剂为紫外线吸收剂与受阻胺光稳定剂的混合物。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的高焊接强度的耐热ABS树脂材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)按以下组分及重量份备料：
ABS高胶粉20-30份，低分子量SAN树脂5-25份，高丙烯腈含量SAN树脂45-75份，耐热剂10-30份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.1-1份及耐候剂0.1-1份；
(2)按重量份将ABS高胶粉、低分子量SAN树脂、高丙烯腈含量SAN树脂、耐热剂、抗氧剂、润滑剂和耐候剂放入高速搅拌机中，充分搅拌，混合均匀，出料，得到混合物；
(3)将步骤(2)得到的混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒，控制双螺杆挤出机的温度为180-240℃，螺杆转速为180-600转/分，真空度大于0.09MPa，即制得所述的耐热ABS树脂材料。
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