CN106967256A - 一种耐油性pet/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐油性pet/abs复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种耐油性PET/ABS复合材料及其制备方法，其解决的技术问题是如何提高PET/ABS复合材料的冲击强度，同时具备良好的加工性和耐油性。其特点是，包括高冲击强度ABS树脂、PET树脂、相容剂和丁二烯‑苯乙烯‑丙烯腈接枝共聚物；制备方法是：先制备高冲击强度ABS树脂，然后将PET与丁二烯‑苯乙烯‑丙烯腈接枝共聚物、高冲击强度ABS树脂、相容剂、抗氧剂等助剂充分混合，并在挤出机中挤出造粒，得到耐油性PET/ABS复合材料。其中丁二烯‑苯乙烯‑丙烯腈接枝共聚物调配比例与相容剂的选择优化使得PET与ABS之间可以形成更好的相融合，有效提高ABS树脂的耐油性，同时又确保PET/ABS树脂的冲击性能优异，得到满足市场需求的耐油性PET/ABS复合材料。

Description

一种耐油性PET/ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于化工新材料或高分子材料领域，具体涉及一种耐油性PET/ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯三元共聚物（ABS）是一种性能优异的工程塑料，但其耐溶剂性、耐候性以及耐热性不能满足电瓶壳专用料的需求。因此，为了克服上述缺点，需要对其进行改性，引入具有高拉伸强度、耐化学溶剂和耐热性的PET树脂。
然而，PET是结晶型聚合物,而ABS是非结晶型聚合物，两者在结晶形态和溶解度参数方面均存在明显差异。因此，为了改善两种体系相界面的结合力，提高共混物的形态稳定性、力学性能和加工性能，研发一种耐油性PET/ABS复合材料是适应市场发展趋势的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种耐油性PET/ABS复合材料及其制备方法，能够提高PET与ABS的相容性，确保PET/ABS树脂具有良好的加工性和耐油性。
本发明解决技术问题的方案是：一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 66~75份，PET树脂16-21份，相容剂4~6份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物5~7份。
所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物24~30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物41~46份，硬脂酸镁0.2 ~0.5份，乙烯丙烯酸丁酯0.4 ~0.6份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1~0.2份。
所述相容剂为苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯。
所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：52~60：23~32：14~18。
所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的粒径为280~320nm。
所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的接枝率为45%~51%。
所述苯乙烯-丙烯腈共聚物采用本体聚合制得，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数大于30～33g/10min，N含量7.2～7.8%，键合丙烯腈含量为23%~26%，数均分子量为70000~75000。
所述硬脂酸镁和乙烯丙烯酸丁酯为润滑剂，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯为抗氧剂。
一种耐油性PET/ABS复合材料的制备方法,其特征是，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、硬脂酸镁、乙烯丙烯酸丁酯和二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；其中各组分的质量份比为：丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物24~30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物41~46份，硬脂酸镁0.2 ~0.5份，乙烯丙烯酸丁酯0.4~0.6份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1~0.2份；
②将步骤①混合均匀的物料加入到挤出机中挤出造粒，水冷却后切成粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到36~40KJ/m2；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为190~200℃、190~200℃、195~205℃、200~210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06±0.01MPa；
（2）将PET树脂、相容剂、丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）制备的高冲
击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀，其中各组分的质量份比为：高冲击强度ABS树脂 66~75份，PET树脂16-21份，相容剂4~6份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物5~7份；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到挤出机中挤出造粒，水冷却后切成为粒子产品，
得到耐油性PET/ABS复合材料；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为210~220℃、215~225℃、220~230℃、230~235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06±0.01MPa；
所述步骤（1）制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后使用。
所述PET树脂为高流动性，应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% 。
所述步骤（1）和步骤（3）切成的粒子产品均为Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品。
所述步骤（1）和步骤（3）所用挤出机为同向双螺杆挤出机
本发明的有益效果体现在以下几个方面：
（1）本发明中制备的一种高冲击强度ABS树脂，用来提高PET与ABS复合过程中因相融合而产生的冲击强度缺失，确保所得的PET/ABS复合材料具有良好的耐油性和加工性；
（2）本发明利用苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯为相容剂，可以有效提高PET树脂与AB树脂S的相容性；丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的粒度控制，可以确保该共聚物与相容剂协同作用，减少复合物产品力学性能的急速下滑；
（3）本发明中引入PET树脂，可以有效的提高ABS树脂的耐油性，同时PET树脂价格比ABS树脂要低7000元/吨，更具有市场竞争力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1，本实施例一种耐油性PET/ABS复合材料，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 73份，PET树脂16份，相容剂5份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物6份；所述相容剂为苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：56：28：16。
所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物43份，硬脂酸镁0.2份，乙烯丙烯酸丁酯0.6份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.2份；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：56：28：16；苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数为31.56g/10min，N含量为7.5%，键合丙烯腈含量为24%，数均分子量为72500。
本实施例耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将300g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、430g苯乙烯-丙烯腈共聚物、2.0g硬脂酸镁、6.0g乙烯丙烯酸丁酯和2.0g二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；
②将步骤①混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到39.1KJ/m2；其中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190℃、195℃、200℃、210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06MPa；
制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后待用；
（2）将160gPET树脂、50g相容剂、60g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）
制备的730g高冲击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀；
所述PET树脂为高流动性，应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% ；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成
Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到耐油性PET/ABS复合材料；其中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210℃、220℃、230℃、235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06MPa。
实施例2，本实施例一种耐油性PET/ABS复合材料，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 71份，PET树脂19份，相容剂5份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物5份；所述相容剂为苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：56：26：18。
所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物29份，苯乙烯-丙烯腈共聚物41份，硬脂酸镁0.5份，乙烯丙烯酸丁酯0.4份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1份；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量比份为：56：26：18；苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数为30.85g/10min，N含量为7.8%，键合丙烯腈含量为25%，数均分子量为74500。
本实施例耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将290g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、410g苯乙烯-丙烯腈共聚物、5.0g硬脂酸镁、4.0g乙烯丙烯酸丁酯和1.0g二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；
②将步骤①混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到39.7KJ/m2；其中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190℃、195℃、200℃、210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.05MPa；
制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后待用；
（2）将190gPET树脂、50g相容剂、50g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）
制备的710g高冲击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀；
所述PET树脂为高流动性，应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% ；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成
Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到耐油性PET/ABS复合材料；其中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215℃、225℃、230℃、235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06MPa。
实施例3，本实施例一种耐油性PET/ABS复合材料，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 66份，PET树脂21份，相容剂6份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物7份；所述相容剂为苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：52：32：16。
所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物24份，苯乙烯-丙烯腈共聚物42份，硬脂酸镁0.25份，乙烯丙烯酸丁酯0.55份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.2份；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：52：32：16；苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数为31.84g/10min，N含量为7.4%，键合丙烯腈含量为26%，数均分子量为73000。
本实施例耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将240g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、420g苯乙烯-丙烯腈共聚物、2.5g硬脂酸镁、5.5g乙烯丙烯酸丁酯和2.0g二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；
②将步骤①混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到36.9KJ/m2；其中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195℃、200℃、205℃、210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06MPa；
制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后待用；
（2）将210gPET树脂、60g相容剂、70g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）
制备的660g高冲击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀；
所述PET树脂为高流动性，应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% ；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成
Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到耐油性PET/ABS复合材料；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为220℃、225℃、230℃、235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.05MPa。
实施例4，本实施例一种耐油性PET/ABS复合材料，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 75份，PET树脂17份，相容剂4份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物4份；所述相容剂为苯乙烯- 丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：55：30：15。
所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物28份，苯乙烯-丙烯腈共聚物46份，硬脂酸镁0.3份，乙烯丙烯酸丁酯0.5份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.2份；所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，其粒径为280~320nm、接枝率为45%~51%，其中丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：55：30：15；苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数为32.05g/10min，N含量为7.2%，键合丙烯腈含量为23%，数均分子量为70000。
本实施例耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将280g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、460g苯乙烯-丙烯腈共聚物、3.0g硬脂酸镁、5.0g乙烯丙烯酸丁酯和2.0g二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；
②将步骤①混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到38.2KJ/m2；其中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200℃、200℃、205℃、210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.05MPa；
制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后待用；
（2）将170gPET树脂、40g相容剂、40g丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）
制备的750g高冲击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀；
所述PET树脂为高流动性，应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% ；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到同向双螺杆挤出机中挤出造粒，水冷却后切成
Φ3mm×Φ3mm的圆柱状粒子产品，得到耐油性PET/ABS复合材料；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为220℃、225℃、230℃、235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06MPa。
表1 耐油性PET/ABS复合材料的性能指标
从表1中可以看出，所得的复合材料的冲击性能都超过170J/m，耐热性比ABS树脂要高3-5℃，可以满足电瓶壳应用的需要。经过行业耐油测试实验的评估，以上实验例所得的耐油耐候性PBT/ABS复合材料的耐油性良好，在涂抹刹车油后，外力作用下成30°夹角，放置在60℃下72h均无开裂现象出现，完全符合应用标准。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和发明构思，做出相应改变和替代，而且性能或用途相同，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，它包括质量份的下述原料制成，高冲击强度ABS树脂 66~75份，PET树脂16-21份，相容剂4~6份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物5~7份。
2.如权利要求1所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述高冲击强度ABS树脂包括质量份的下述原料制成，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物24~30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物41~46份，硬脂酸镁0.2 ~0.5份，乙烯丙烯酸丁酯0.4 ~0.6份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1~0.2份。
3.如权利要求1所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈- 甲基丙烯酸水甘油酯。
4.如权利要求1或2所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的粒径为280~320nm。
5.权利要求1或2所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述的丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的接枝率为45%~51% 。
6.如权利要求1或2所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物采用乳液聚合接枝方法制备，丁二烯、苯乙烯和丙烯腈的质量份比为：52~60：23~32：14~18。
7.如权利要求2所述的一种耐油性PET/ABS复合材料，其特征是，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物采用本体聚合制得，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物在220℃，10kg条件下的熔融指数大于30～33g/10min，N含量7.2～7.8%，键合丙烯腈含量为23%~26%，数均分子量为70000~75000。
8.一种耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）制备高冲击强度ABS树脂
①将丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、硬脂酸镁、乙烯丙烯酸丁酯和二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯在高速混合器中混合均匀；其中各组分的质量份比为：丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物24~30份，苯乙烯-丙烯腈共聚物41~46份，硬脂酸镁0.2 ~0.5份，乙烯丙烯酸丁酯0.4~0.6份，二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯0.1~0.2份；
②将步骤①混合均匀的物料加入到挤出机中挤出造粒，水冷却后切成粒子产品，得到高冲击强度ABS树脂，其冲击强度可达到36~40KJ/m2；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为190~200℃、190~200℃、195~205℃、200~210℃；
③挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06±0.01MPa；
（2）将PET树脂、相容剂、丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物与步骤（1）制备的高冲
击强度ABS树脂在高速混合器中混合均匀，其中各组分的质量份比为：高冲击强度ABS树脂 66~75份，PET树脂16-21份，相容剂4~6份，丁二烯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物5~7份；
（3）将步骤（2）混合均匀的物料加入到挤出机中挤出造粒，水冷却后切成为粒子产品，得到耐油性PET/ABS复合材料；其中挤出机的机筒输送段、塑化段、计量段、模头温度分别设置为210~220℃、215~225℃、220~230℃、230~235℃；
（4）挤出造粒的同时对机筒进行抽真空处理，真空度为0.06±0.01MPa。
9.如权利要求8所述的一种耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，其特征是，所述步骤
（1）制备的高冲击强度ABS树脂在80~90℃烘箱中烘干2~4h后使用。
10.如权利要求8所述的一种耐油性PET/ABS复合材料的制备方法，其特征是，所述PET树脂为高流动性，并应进行前处理，其方法是在110℃烘箱中烘干4h，控制其含水率不高于0.03% 。
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