CN108164914A - 一种微发泡注塑abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微发泡注塑ABS复合材料及其制备方法，由以下重量份的组分组成：高流动性高熔体强度ABS复合材料95‑98份；发泡剂母粒2‑5份；其中，高流动性高熔体强度ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：ABS 55‑80份；苯乙烯‑丙烯腈(SAN)树脂10‑30份；耐热剂5‑20份；增韧剂2‑15份；交联剂0.05‑1份；抗氧剂0.1‑2份。本发明通过加入交联剂，使得ABS在挤出过程中形成微交联结构，提高ABS熔体强度，易于获得均匀致密的微孔。在螺杆后半段加入高流动性SAN树脂。不仅提高熔体强度，同时还提高复合材料流动性，有利于成型加工，有利于获得良好的样件表面外观。本发明不仅节约了原材料成本，还获得了泡孔细小，均匀致密，力学性能较好的微发泡注塑ABS复合材料。

Description

一种微发泡注塑ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微发泡注塑ABS复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
ABS及其合金材料具有优异的综合性能，广泛应用于汽车、家电和交通等领域。在当前汽车行业轻量化的趋势日益高涨的前提下，ABS复合材料成为轻量化复合材料的理想选择之一。微发泡ABS材料具有致密表层和发泡芯层结构，同时在保证材料性能的前提，显著减轻制件重量，有利于实现汽车轻量化。微发泡ABS材料在汽车部件，如门板、立柱等内饰件具有潜在应用价值。ABS材料由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，是非结晶树脂，熔体强度低，这些都不利于优良泡孔结构的形成，更会影响发泡制品的力学性能，限制其广泛应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种微发泡注塑 ABS复合材料及其制备方法，该材料在其制备发泡材料的过程中熔体强度足够支撑泡孔生长，解决现有技术发泡过程中，熔体强度低导致气体大量逃逸而造成的气泡塌陷破裂，ABS因发泡而引起力学性能降低等问题。在ABS中引入交联剂已成为ABS改性和高性能化的重要途径。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种微发泡注塑ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：
高流动性高熔体强度ABS复合材料95-98份；
发泡剂母粒2-5份；
其中，高流动性高熔体强度ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：
进一步地，
一种微发泡注塑ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：
高流动性高熔体强度ABS复合材料95-98份；
发泡剂母粒2-5份；
其中，高流动性高熔体强度ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：
ABS 64.85份、苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂20份、耐热剂10份、增韧剂5 份、交联剂0.08份、抗氧剂0.1。
上述ABS复合材料体系中，
所述的ABS树脂是用连续本体法聚合工艺生产的，其中橡胶相百分含量为 8-20％。
所述的苯乙烯－丙烯晴(SAN)树脂在200℃×5kg测试条件下的熔融指数大于40g/10min。
所述的耐热助剂为N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺中的任一种。
所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯、高胶粉中的任一种。
所述的交联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化二异丙苯、异腈尿酸三烯丙酯中的任一种。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种。
所述的发泡剂是改性碳酸氢钠母粒，PS为载体树脂。
上述微发泡注塑ABS复合材料的制备方法，其步骤为：
(1)将ABS、耐热剂、增韧剂、交联剂和抗氧剂按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物；
(2)将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN 树脂进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min；
(3)将高流动性高熔体强度ABS复合材料和改性碳酸氢钠发泡剂母粒按比例放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
本发明的有益效果是：通过加入交联剂，使得ABS在挤出过程中形成微交联结构，提高ABS熔体强度，易于获得均匀致密的微孔。在螺杆后半段加入高流动性SAN树脂。不仅提高熔体强度，同时还提高复合材料流动性，有利于成型加工，有利于获得良好的样件表面外观。本发明中，随着交联剂和SAN树脂的加入，泡孔直径逐渐减小，泡孔密度增加，拉伸强度明显提高。本发明不仅节约了原材料成本，还获得了泡孔细小，均匀致密，力学性能较好的微发泡注塑ABS复合材料。
具体实施方式
本发明可通过下面优选方案获得进一步的阐述，但这些实施例仅在于举例说明,不对本发明的范围做出界定。
在实施例和对比例的复合材料配方中，所用ABS树脂由DOW公司提供的3453 型号树脂；苯乙烯－丙烯晴(SAN)树脂是由中国台湾化学纤维股份有限公司提供的 NX3200型号树脂；耐热剂由日本电气化学公司(Denka)提供，牌号MS-NIP；增韧剂由巴斯夫公司(BASF)提供的高胶粉，牌号VLK；交联剂由阿克苏诺贝尔公司提供的过氧化二异丙苯；抗氧剂由巴斯夫公司(BASF)提供，商品牌号为 Irgafos 168；交联剂是由改性碳酸氢钠类发泡剂由科莱恩公司(Clariant)化学有限公司提供，商品牌号为HYDROCEROL-2219。
实施例1
本实施例提供一种微发泡注塑ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.05份和抗氧剂0.1 份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20 份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将高流动性高熔体强度ABS复合材料98份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒2份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
实施例2
ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.1份和抗氧剂0.1份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区 210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将高流动性高熔体强度ABS复合材料98份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒2份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
实施例3
ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.5份和抗氧剂0.1份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区 210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将高流动性高熔体强度ABS复合材料98份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒2份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
实施例4
本实施例提供一种微发泡注塑ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.08份和抗氧剂0.1 份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20 份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区 210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将高流动性高熔体强度ABS复合材料98份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒2份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
实施例5
本实施例提供一种微发泡注塑ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.08份和抗氧剂0.1 份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20 份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区 210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将高流动性高熔体强度ABS复合材料95份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒5份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区 190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
比较例
ABS 64.85份、耐热剂10份、增韧剂5份和抗氧剂0.1份按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物。将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂20份进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区 200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min。
将ABS复合材料98份和改性碳酸氢钠发泡剂母粒2份放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS 复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
卸压开模后的微发泡注塑ABS材料物理性能见表1。
表1微发泡注塑ABS材料物理性能：
以上实施例中，随着交联剂的加入，复合发泡体系的熔体强度增大，微发泡注塑ABS体系泡孔更加细小和均匀致密，发泡材料的拉伸强度与未发泡材料相比基本不变，弯曲强度和冲击强度有微小的提高。然而，在交联剂为0.08份时，获得了本发明获得了弯曲强度和冲击强度以及密度俱佳的效果；是一种泡孔细小、均匀致密、力学性能优异且环保的微发泡注塑ABS材料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：
高流动性高熔体强度ABS复合材料95-98份；
发泡剂母粒2-5份；
其中，高流动性高熔体强度ABS复合材料，由以下重量份的组分组成：
2.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：
高流动性高熔体强度ABS复合材料95-98份；
发泡剂母粒2-5份；
其中，高流动性高熔体强度ABS复合材料由以下重量份的组分组成：ABS64.85份、苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂20份、耐热剂10份、增韧剂5份、交联剂0.08份、抗氧剂0.1。
3.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂是用连续本体法聚合工艺生产的，其中橡胶相百分含量为8-20％。
4.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的苯乙烯－丙烯晴树脂在200℃，5kg测试条件下，熔融指数大于40g/10min。
5.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的耐热助剂为N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺中的任一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯、高胶粉中的任一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的交联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化二异丙苯、异腈尿酸三烯丙酯中的任一种。
8.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：所述的发泡剂是改性碳酸氢钠母粒，PS为载体树脂。
10.根据权利要求1-9任意之一所述的一种微发泡注塑ABS复合材料，其特征在于：其步骤为：
(1)将ABS、耐热剂、增韧剂、交联剂和抗氧剂按所述重量比例放入高速混合机中混合4-6min，获得以上组分均匀混合物；
(2)将上述组分混合物由料斗加入双螺杆挤出机，在螺杆的后半段加入SAN树脂进行挤出造粒，得到高流动性高熔体强度ABS复合材料；其中挤出机各段温度如下：一区200～220℃，二区200～225℃，三区210～220℃，四区200～225℃，五区210～225℃，六区215～230℃，七区215～230℃，机头温度220～230℃，压力12～18MPa，物料在挤出机中停留1～2min；
(3)将高流动性高熔体强度ABS复合材料和改性碳酸氢钠发泡剂母粒按比例放入混合机中混合，获得二者混合物；将所述混合物加入到注塑机中，注塑成型得到微发泡注塑ABS复合材料，注塑机各段温度如下：一区175～190℃，二区190～210℃，三区210～230℃，四区210～230℃，五区220～230℃。
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