CN107383753A - 一种高刚性高光泽矿物增强abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高刚性高光泽的矿物增强ABS复合材料及其制备方法，其由ABS树脂65‑85份、矿物填充物10‑25份，增韧剂3‑10份，抗氧剂0.2‑1份,分散剂0.1‑2份和润滑剂0.5‑2份经挤出、造粒制成。制得的矿物增强ABS复合材料，作为玻纤增强ABS的升级替代产品,可极大减小对模具的损伤，改善高光模具长期注塑需要抛光的问题，提高了生产效率。本发明的矿物增强ABS材料中矿物填充物在ABS树脂中具有超高分散效果，可解决玻纤增强材料在使用过程中的翘曲问题，相比常规矿物增强材料，具有高熔接线强度，高刚性，高光泽度，可应用于高光镜面效果的外观件中。

Description

一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及ABS复合材料及其制备方法，具体涉及一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
电视机前框用主流材料为PC/ABS+10％GF(GF，玻璃纤维)或ABS+10％GF材料，玻纤增强材料的创新应用依托于电视机大屏化，超薄化的发展。而玻纤增强材料在使用过程中，玻纤对模具的损伤严重，影响制件的高光镜面效果，需不定时对模具抛光进行改善。矿物增强ABS材料因添加了高份数矿物填充物，使复合材料具有较高强度，可作为玻纤材料的新一代替代产品应用于电视机前框中。矿物增强ABS在使用过程中可极大降低对模具的损伤，降低模具抛光次数，提高生产效率。矿物一般为实色物质，为匹配玻纤增强材料的收缩率，所需添加较高份数的填充，因此和玻纤增强材料相比，矿物增强材料一般不够黑亮，表面发雾。矿物成分复杂，且偏碱性，注塑停留过长会造成材料的分解，制件出现发黄发脆问题。且矿物的长径比较小，和树脂的粘结力相比于玻纤材料低，会造成制件的熔接线强度低。为解决上述矿粉材料的弊端，扩大矿粉增强材料的应用，本发明提供一种高刚性高光泽的矿物增强ABS复合材料。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明公开了一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种高刚性高光泽的矿物增强ABS复合材料，所述复合材料由以下组份按重量份数制备而成：
进一步方案，所述的ABS树脂由本体法或乳液法制成的，其粒径为190-340nm。
进一步方案，所述的矿物填充物为滑石粉、晶须、硅灰石、硫酸钡中的一种或两种以上。
优选的，所述滑石粉的中值粒径D50为1.6-2.6um；晶须为碱式硫酸镁晶须，其长径比L/D＞30、长度为20-60um；硅灰石的长径比L/D为8-11、长度为55-75um。
进一步方案，所述的增韧剂为ABS高胶粉或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
进一步方案，所述分散剂为马来酸接枝PE蜡，其酸值为45-65mgKOH/g、粘度法测试分子量为1200-2200、熔点为90-120℃。
进一步方案，所述润滑剂选自硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、褐煤蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种的组合物。
进一步方案，所述的抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂。
具体有：受阻酚类抗氧剂1076，硫代酯类抗氧剂DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂抗氧剂168中的一种或两种以上。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料的方法，包括以下步骤：
(1)按配比分别称取ABS树脂、增韧剂、抗氧剂、分散剂、润滑剂，加入混合机中高速混合，待其混合均匀，时间为2-10分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入矿物填充物，经挤出、造粒制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400-600r/min，真空度为-0.07～-0.5MPa。
本发明选用的分散剂为马来酸接枝改性的PE蜡，酸值高熔点低分子量分布窄，较高的酸值可中和矿粉体系的碱性，减少碱性物质对基体树脂造成分解，使复合树脂具有较高的热稳定性；此分散剂可有效增加矿物填充物在ABS树脂中的分散效果，减少矿粉的团聚造成的材料缺陷，使材料具有较高的韧性；同时酸改性的PE蜡可增加矿物填充与基体树脂的黏结力，增强复合材料的熔接线强度。
本发明选用特殊粒径和长径比的矿物进行填充，和基体树脂结合后，增强作用明显，制备的矿物增强ABS复合材料具有较高的刚性。
本发明方法制得的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，通过RHCM(高速高温成型技术)模具可达到高光镜面效果，材料良好的流动性能，注塑时使树脂凝固在材料表层，避免矿物填充物对表面光泽度的影响。
本发明制备的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料相对于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明制得的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料是采用通用的ABS树脂、矿物填充物、增韧剂、抗氧剂、分散剂及润滑剂制得，其原材料易得适于工业化生产。
2、根据常规检测标准检测，本发明制备的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料的密度＜1.20g/cm3，弯曲模量≥4000Mpa，弯曲挠度≥20mm，悬臂梁缺口冲击≥10kJ/㎡，具有高刚性与高韧性，可替代玻纤增强材料用于电视机前框的生产。
3、本发明的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料在高温高速注塑成型时，可达到高光镜面效果，提高成型产品的外观美观度。解决一般矿物增强材料表面发白发雾及停留变黄的问题。
4、本发明的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，矿物填充物的硬度低，替代玻纤材料，解决玻纤对模具的损伤问题，减少高光模具的抛光次数，降低高光模具的钢材要求，降低成本，提高生产效率。
5、本发明选择ABS高胶粉或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物作为增韧剂，以马来酸接枝PE蜡为分散剂，提高矿物填充物在基体材料中的分散性能，中和矿物填充物的碱性物质，提高材料的韧性及热稳定性，增加矿物与基体树脂的粘结力，提高注塑制件的熔接线强度。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
下面各实施例中所述滑石粉的中值粒径D50为1.6-2.6um；晶须为碱式硫酸镁晶须，其长径比L/D＞30、长度为20-60um；硅灰石的长径比L/D为8-11、长度为55-75um。
马来酸接枝PE蜡的酸值为45-65mgKOH/g、粘度法测试分子量为1200-2200、熔点为90-120℃。
实施例一：
本实施例中的高刚性高光泽矿物增强ABS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65份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、5份硫酸钡、7份增韧剂ABS高胶粉、1份分散剂马来酸接枝PE蜡、1份润滑剂乙撑双硬脂酰胺，0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168，加入混合机中高速混合2分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入20份矿物填充物滑石粉，经挤出、造粒，制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
实施例二：
本实施例中的高刚性高光泽矿物增强ABS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85份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、2份增韧剂ABS高胶粉、2份分散剂马来酸接枝PE蜡、0.5份润滑剂硬脂酸钙，0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168，加入混合机中高速混合2分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入13份矿物填充物硅灰石，经挤出、造粒，制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
实施例三：
本实施例中的高刚性高光泽矿物增强ABS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75份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、5份增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、5份矿物填充物滑石粉、1.5份分散剂马来酸接枝PE蜡、0.8份润滑剂硬脂酸锌，0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168，加入混合机中高速混合2分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入12份矿物填充物硅灰石，经挤出、造粒，制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
实施例四
本实施例中的高刚性高光泽矿物增强ABS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73份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、8份增韧剂ABS高胶粉、14份矿物填充物滑石粉、0.7份分散剂马来酸接枝PE蜡、0.8份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯，0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168，0.2份抗氧剂DLTP加入混合机中高速混合2分钟。
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入4份矿物填充物晶须，经挤出、造粒，制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
实施例五
本实施例中的高刚性高光泽矿物增强ABS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75份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、4份增韧剂ABS高胶粉、8份矿物填充物硫酸钡、0.5份分散剂马来酸接枝PE蜡、0.5润滑剂褐煤蜡、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168加入混合机中高速混合2分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入10份矿物填充物硅灰石，经挤出、造粒，制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
对比例
本实施例作为高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料的对比例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85份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、3份增韧剂ABS高胶粉、2份
分散剂SMA、0.5润滑剂乙撑双硬脂酰胺、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168加入
混合机中高速混合2分钟；
(2)将(1)混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口
加入10份玻璃纤维，经挤出、造粒，制得玻璃纤维增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力为1.5MPa，真空度为-0.06MPa，即制得高流动、高光泽、低收缩的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料。
将上述实施例1-5和对比例得到的高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，根据
相关检测标准测试其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲
击强、密度，其检测标准与检测结果如下表1所示：
表1：性能
本发明采用特殊形貌的矿物填充物，添加独特物性的分散剂，使矿物在ABS基体材料中达到超高分散以及最佳增强效果。如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高刚性高光泽的矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述复合材料由以下组份按重量份数制备而成：
ABS树脂 65-85份；
矿物填充物 10-25份；
增韧剂 3-10份；
分散剂 0.1-2份；
润滑剂 0.5-2份；
抗氧剂 0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂由本体法或乳液法制成的，其粒径为190-340 nm。
3.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述的矿物填充物为滑石粉、晶须、硅灰石、硫酸钡中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述滑石粉的中值粒径D50为1.6-2.6um；晶须为碱式硫酸镁晶须，其长径比L/D＞30、长度为20-60um；硅灰石的长径比L/D为8-11、长度为55-75um。
5.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为ABS高胶粉或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述分散剂为马来酸接枝PE蜡，其酸值为45-65 mgKOH/g、粘度法测试分子量为1200-2200、熔点为90-120℃。
7.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述润滑剂选自硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺、褐煤蜡、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂。
9.一种制备如权利要求1所述的一种高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按配比分别称取ABS树脂、增韧剂、抗氧剂、分散剂、润滑剂，加入混合机中高速混合，待其混合均匀，时间为2-10分钟；
(2)将（1）混合物料投入平行双螺杆挤出机中熔融，再从挤出机的侧喂料口加入矿物填充物，经挤出、造粒制得高刚性高光泽矿物增强ABS复合材料；其中挤出机的机筒温度为210-230 ℃，螺杆转速为400-600 r/min，真空度为-0.07～-0.5 MPa。
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