CN108530821A - 一种高硬度防水abs树脂及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度防水abs树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硬度防水ABS树脂及其制备方法，所述的高硬度防水ABS树脂，包括如下原料ABS，聚氨酯，高密度聚乙烯，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆，纳米铜粉，钢纤维，抗氧化剂，润滑剂。本发明的高硬度防水ABS树脂在不降低其它硬度和透明度得到了综合提高，聚氨酯，高密度聚乙烯在制备高硬度防水ABS树脂过程中起到了协同作用，协同提高了硬度和防水性能，通过二硫化四甲基秋兰姆引入活性硫进行部分硫化，且通过三氟丙基甲基聚硅氧烷，纳米铜粉，钢纤维进一步配合，进一步改善了硬度和防水性能。

Description

一种高硬度防水ABS树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种高硬度防水ABS树脂及其制备方法。
背景技术
ABS是目前应用最广泛的工程塑料之一，因其具有较强的抗冲击强度、比重低、尺寸稳定性好、耐酸碱性能强、易加工等优点，在机械、家用电器、日常用具等行业应用广泛，尤其在电视机、冰箱、洗衣机外壳领域取得了快速的发展。译
[随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对家用电器的外观的要求也越来越高，不仅要求其具备较高的光泽度，使得制得的家电外壳具有光鲜的外观，而且对其硬度提出了更高的要求，以使得在使用过程中达到抗刮的技术效果。但是现有的ABS合金材料在通过聚合方式合成的过程中，各种树脂材料的折光指数无法达到完全匹配的程度，导致制得的合金材料的光泽度达不到使用的要求，在塑模完成之后还需要喷涂高光油漆，使得生产效率低，提高了生产成本；尤其是现有的ABS合金材料的硬度无法达到耐刮擦性能的要求，大大限制了该材料在各应用领域中的应用。
因此，急需一种具有高硬度，高防水性能，且其它物理性能不下降的ABS树脂组合物。
发明内容
本发明提供一种高硬度防水ABS树脂及其制备方法，通过优化组分、用量，制得的产品具有高硬度，高防水性能，且其它物理性能不下降。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS，聚氨酯，高密度聚乙烯，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆，纳米铜粉，钢纤维，抗氧化剂，润滑剂；所述聚氨酯的质量占ABS质量的20%-30%，所述高密度聚乙烯的质量占ABS质量10-20%，所述二硫化四甲基秋兰姆占ABS质量1-3%；所述钢纤维的直径d≤0.08mm。
进一步地，高硬度防水ABS树脂，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯 20-30份，高密度聚乙烯10-20份，三氟丙基甲基聚硅氧烷5-10份，二硫化四甲基秋兰姆1-3份，纳米铜粉2-4份，钢纤维2-4份，抗氧化剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
进一步地，所述高密度聚乙烯的平均分子量为100000-200000。
进一步地，所述钢纤维的长径比为30:1。
进一步地，所述纳米铜粉的平均直径为50nm。
进一步地，所述三氟丙基甲基聚硅氧烷的25℃粘度为1000mPa.s。
进一步地，所述的抗氧化剂为多元受阻酚型抗氧化剂。
进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
一种根据上述的高硬度防水ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将钢纤维，纳米铜粉，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，聚氨酯，抗氧化剂，润滑剂，高密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
进一步地，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头190-210℃。
本发明具有以下有益效果：
1)高密度聚乙烯包含有线性分子，具有高弹性，可以有效的在挤出时增强聚合物的抗坍塌性，以及各向异性，吸水性低，具有较高的防水性；但是其缺点在于表面硬度较低，因此其量需要控制在一定范围内；聚氨酯大分子中含有的基团都是强极性基团，而且大分子中还含有聚醚或聚酯柔性链段，使得聚氨酯具有较高的机械强度，通过高密度聚乙烯与聚氨酯共同使用，实现了在一定程度填充ABS的分子链空间和实现分子链纠缠，从而实现了改善了ABS树脂的硬度并且不降低其它机械性能；
2）三氟丙基甲基聚硅氧烷为硅油中极性最大的，能够容易的配合钢纤维和纳米铜粉等无机填料，并且其引入到树脂中，能够更快速的分散，并且其能提高树脂的防水性能，优选其粘度为1000。
3）添加钢纤维，增加ABS树脂的硬度和机械性能，优选为超细钢纤维。纳米铜粉可以起到增加ABS树脂的耐磨性和表面防水性能。更多的添加钢纤维会导致ABS树脂的防水性能下降，更多的添加纳米铜粉难以分散，导致机械性能和力学性能下降。与其他纤维相比，钢纤维能较大幅度的增加硬度，同时配合耐腐蚀的纳米铜粉，从而实现防水性能综合提高。
4）添加二硫化四甲基秋兰姆，从而在树脂中引入活性硫原子，在高温挤压中，对部分树脂进行硫化交联，从而增强硬度，并且进一步提高防水性。
本发明的高硬度防水ABS树脂在不降低其它硬度和透明度得到了综合提高，聚氨酯，高密度聚乙烯在制备高硬度防水ABS树脂过程中起到了协同作用，协同提高了硬度和防水性能，通过二硫化四甲基秋兰姆引入活性硫进行部分硫化，且通过三氟丙基甲基聚硅氧烷，纳米铜粉，钢纤维进一步配合，进一步改善了硬度和防水性能。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
下面通过更具体的实施例加以说明。
高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯 20-30份，高密度聚乙烯10-20份，三氟丙基甲基聚硅氧烷5-10份，二硫化四甲基秋兰姆1-3份，纳米铜粉2-4份，钢纤维2-4份，抗氧化剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
所述钢纤维为的直径d≤0.08mm，长径比为30:1。进一步地，所述高密度聚乙烯的平均分子量为100000-200000。所述纳米铜粉的平均直径为50nm。所述三氟丙基甲基聚硅氧烷的25℃粘度为1000mPa.s。所述的抗氧化剂为多元受阻酚型抗氧化剂。所述润滑剂为聚乙烯蜡。
一种上述的高硬度防水ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将钢纤维，纳米铜粉，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，聚氨酯，抗氧化剂，润滑剂，高密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头190-210℃；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例1
高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯25份，高密度聚乙烯15份，三氟丙基甲基聚硅氧烷7.5份，二硫化四甲基秋兰姆2份，纳米铜粉3份，钢纤维3份，抗氧化剂0.75份，润滑剂3份。
一种上述的高硬度防水ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将钢纤维，纳米铜粉，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，聚氨酯，抗氧化剂，润滑剂，高密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头190-210℃；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例2
高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯20份，高密度聚乙烯20份，三氟丙基甲基聚硅氧烷5份，二硫化四甲基秋兰姆3份，纳米铜粉2份，钢纤维4份，抗氧化剂0.5份，润滑剂4份。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯30份，高密度聚乙烯10份，三氟丙基甲基聚硅氧烷10份，二硫化四甲基秋兰姆1份，纳米铜粉4份，钢纤维2份，抗氧化剂1份，润滑剂2份。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少改性高密度聚乙烯，聚氨酯。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少高密度聚乙烯。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中线性高密度聚乙烯30份。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中硫缺少化聚氨酯。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中聚氨酯的量为40份。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少钢纤维，纳米铜粉，三氟丙基甲基聚硅氧烷。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少三氟丙基甲基聚硅氧烷。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少钢纤维。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少纳米铜粉。
对比例10
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高硬度防水ABS树脂的原料中缺少二硫化四甲基秋兰姆。
拉伸强度按ASTM D-638标准，弯曲强度按ASTM D-790标准，进行制样测试，根据ISO2039-2测量洛氏硬度，将产品浸入热水（80℃）24小时后，测试变形率（%）。
由上表可知：由实施例1-3和对比例1-9的数据可见，本发明的高硬度防水ABS树脂在不降低其它硬度和透明度得到了综合提高，聚氨酯，高密度聚乙烯在制备高硬度防水ABS树脂过程中起到了协同作用，协同提高了硬度和防水性能，通过二硫化四甲基秋兰姆引入活性硫进行部分硫化，且通过三氟丙基甲基聚硅氧烷，纳米铜粉，钢纤维进一步配合，进一步改善了硬度和防水性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种高硬度防水ABS树脂，其特征在于，包括如下原料：ABS，聚氨酯，高密度聚乙烯，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆，纳米铜粉，钢纤维，抗氧化剂，润滑剂；所述聚氨酯的质量占ABS质量的20%-30%，所述高密度聚乙烯的质量占ABS质量10-20%，所述二硫化四甲基秋兰姆占ABS质量1-3%；所述钢纤维的直径d≤0.08mm。
2. 根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS100份，聚氨酯 20-30份，高密度聚乙烯10-20份，三氟丙基甲基聚硅氧烷5-10份，二硫化四甲基秋兰姆1-3份，纳米铜粉2-4份，钢纤维2-4份，抗氧化剂0.5-1份，润滑剂2-4份。
3.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述高密度聚乙烯的平均分子量为100000-200000。
4.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述钢纤维的长径比为30:1。
5.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述纳米铜粉的平均直径为50nm。
6.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述三氟丙基甲基聚硅氧烷的25℃粘度为1000mPa.s。
7.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述的抗氧化剂为多元受阻酚型抗氧化剂。
8.根据权利要求1所述的高硬度防水ABS树脂，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
9.一种根据权利要求1-8所述的高硬度防水ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将钢纤维，纳米铜粉，三氟丙基甲基聚硅氧烷，二硫化四甲基秋兰姆按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，聚氨酯，抗氧化剂，润滑剂，高密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
10.根据权利要求9所述的高硬度防水ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头190-210℃。
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