CN108530819A - 一种耐高低温、耐化学品的abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐高低温、耐化学品的abs复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料及其制备方法，该ABS复合材料由以下质量百分含量的组分组成：ABS树脂：51％～77.5％；聚酮树脂：10％～20％；热塑性聚酯弹性体：6％～15％；相容剂：3％～5％；增韧剂：3％～8％；抗氧剂：0.2％～0.5％；润滑剂：0.3％～0.5％。其制备方法如下：将各原料干燥后加入高速搅拌机混合均匀，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥。本发明的ABS复合材料低温缺口冲击强度(500J/M以上)和拉伸强度高，热变形温度在100℃以上，耐化学品性能优异，制备方法简单，易于进行大规模工业化生产，可广泛应用于对使用环境要求严苛的家电外壳、厨房电器、汽车材料等领域。

Description

一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐高低温、耐化学品的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
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，广泛应用于电子、家电、汽车、建筑、生活用品等领域。然而，ABS的耐热性一般(重载热变形温度只有82℃)、耐溶剂性较差，导致其在家电外壳、厨房电器、汽车材料等产品上使用时会出现高温软化变形、接触化学品鼓包开裂等问题。目前，主要是通过将ABS与PC共混来提高ABS的耐热性能，热变形温度可以提高到105℃，但PC的引入会对复合材料体系的耐溶剂性能产生负面影响，且得到的复合材料刚性较大、内应力较高，增加了应力开裂的风险。此外，在汽车材料领域，一般还需要对材料进行高低温循环测试，用以考察材料在不同使用环境下的安全性能。由此可见，现有的复合材料尚无法同时满足耐化学品性能好、耐高低温等综合性能优异的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，由以下质量百分含量的组分组成：
ABS树脂：51％～77.5％；
聚酮树脂：10％～20％；
热塑性聚酯弹性体：6％～15％；
相容剂：3％～5％；
增韧剂：3％～8％；
抗氧剂：0.2％～0.5％；
润滑剂：0.3％～0.5％。
所述的聚酮树脂(POK)为乙烯-丙烯-一氧化碳共聚物，熔融指数为40～120g/10min，240℃/2.16kg。
所述的热塑性聚酯弹性体(TPEE)的布氏硬度为30D～80D。
所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、高胶粉中的至少一种。
所述的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:1复配得到。
所述的润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂。
上述耐高低温、耐化学品的ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料干燥后加入高速搅拌机混合均匀，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到耐高低温、耐化学品的ABS复合材料。
所述的双螺杆挤出机各温区的温度在180～230℃之间，喂料转速为12～24r/min，主机转速为250～350r/min。
本发明的有益效果是：本发明的ABS复合材料低温缺口冲击强度(500J/M以上)和拉伸强度高，热变形温度在100℃以上，耐化学品性能优异，制备方法简单，易于进行大规模工业化生产，可广泛应用于对使用环境要求严苛的家电外壳、厨房电器、汽车材料等领域。
1)本发明的ABS复合材料中添加有聚酮树脂，很好地解决了ABS存在的高低温循环测试易变形的问题，且对其耐溶剂性也有一定的改善；
2)本发明的ABS复合材料中添加有TPEE，提高了材料的耐溶剂性能，大幅提升了材料的低温冲击强度，且TPEE会与POK协同作用，材料的低温冲击性能得到进一步提升，材料的综合性能优异。
具体实施方式
一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，由以下质量百分含量的组分组成：
ABS树脂：51％～77.5％；
聚酮树脂：10％～20％；
热塑性聚酯弹性体：6％～15％；
相容剂：3％～5％；
增韧剂：3％～8％；
抗氧剂：0.2％～0.5％；
润滑剂：0.3％～0.5％。
优选的，所述的聚酮树脂为乙烯-丙烯-一氧化碳共聚物，熔融指数为40～120g/10min，240℃/2.16kg。
优选的，所述的热塑性聚酯弹性体的布氏硬度为30D～80D。
优选的，所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
优选的，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、高胶粉中的至少一种。
进一步优选的，所述的增韧剂为高胶粉。
优选的，所述的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:1复配得到。
优选的，所述的润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂。
上述耐高低温、耐化学品的ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料干燥后加入高速搅拌机混合均匀，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到耐高低温、耐化学品的ABS复合材料。
优选的，所述的双螺杆挤出机各温区的温度在180～230℃之间，喂料转速为12～24r/min，主机转速为250～350r/min。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1～6和对比例1～3：
实施例1～6和对比例1～3制备的ABS复合材料的原料组成如表1所示，其制备方法如下：将各原料在80℃下干燥3h后加入高速搅拌机，调整搅拌机转速至500r/min，搅拌5min，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到ABS复合材料。
先对ABS复合材料进行干燥，再注塑成型(注塑成型的工艺条件：射嘴温度为240℃，各区温度为240℃、235℃、230℃，保压时间为2～4s，注射压力为40～60MPa。)为标准测试样条，进行性能测试，测试结果如表2所示。
表1实施例1～6和对比例1～3的ABS复合材料的原料组成表
注：
ABS：DG-417，天津大姑化工股份有限公司；
POK：M330A，韩国晓星株式会社；
TPEE：4069，美国杜邦；
SAG-002：环氧当量400～850g/mol，南通日之升高分子新材料科技有限公司；
ABS高胶粉：HR181，韩国锦湖石油化学株式会社；
抗氧剂：Irganox 1010、Irganox 168，巴斯夫，Irganox 1010和Irganox 168的质量比为1:1。
表2实施例1～6和对比例1～3的ABS复合材料的性能测试数据
注：性能测试方法：
拉伸强度：按照ASTM D638进行测试；
弯曲强度：按照ASTM D790进行测试；
LZOD缺口冲击强度：按照ASTM D256进行测试；
热变形温度：按照ASTM D648进行测试；
高低温循环：使用汽车进气格栅模具成型成零件，零件按下述方法做10个循环后进行观察：
→在100±2℃的环境下存放4h；
→在23±2℃、相对湿度50％±5％的环境下存放30min；
→在-35±2℃的环境下存放1.5h；
→在23±2℃、相对湿度50％±5％的环境下存放30min；
→在70±2℃、相对湿度95％±5％的环境下存放3h；
→在23±2℃、相对湿度50％±5％的环境下存放30min；
→在-35±2℃的环境下存放1.5h；
→在23±2℃的环境下存放30min。
耐化学品测试：注塑成80mm×60mm×3mm的平板，判断标准为放入溶剂中浸泡24h，观察表面是否出现鼓包或裂纹，选用的溶剂为汽油和质量分数10％的NaCl溶液。
由表2可知：聚酮树脂很好地解决了ABS高低温循环测试易变形的问题，且耐溶剂性也有一定的改善；TPEE的引入可以起到很好的耐溶剂效果，同时低温冲击强度得到大幅提升，且POK和TPEE的联合表现出了意想不到的低温冲击效果，综合性能优异。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：由以下质量百分含量的组分组成：
ABS树脂：51％～77.5％；
聚酮树脂：10％～20％；
热塑性聚酯弹性体：6％～15％；
相容剂：3％～5％；
增韧剂：3％～8％；
抗氧剂：0.2％～0.5％；
润滑剂：0.3％～0.5％。
2.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的聚酮树脂为乙烯-丙烯-一氧化碳共聚物，熔融指数为40～120g/10min，240℃/2.16kg。
3.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的热塑性聚酯弹性体的布氏硬度为30D～80D。
4.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、ABS接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、高胶粉中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:1复配得到。
7.根据权利要求1所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂。
8.权利要求1～7中任意一项所述的耐高低温、耐化学品的ABS复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将各原料干燥后加入高速搅拌机混合均匀，再转入双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒、干燥，得到耐高低温、耐化学品的ABS复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机各温区的温度在180～230℃之间，喂料转速为12～24r/min，主机转速为250～350r/min。
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