CN109135158A - 一种高韧性、耐刮擦的abs/pbt合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金材料及其制备方法，由ABS树脂37‑75份、PBT树脂20‑50份、相容剂2‑5份、热塑性聚氨酯弹性体3‑8份、无机成核剂0.5‑2份、耐刮擦剂0.5‑2份、抗氧剂0.2‑0.4份、润滑剂0.5‑1份、其他助剂0‑2份组成。本发明以含有环氧型官能团的高分子为相容剂，热塑性聚氨酯弹性体为增韧剂，改善ABS与PBT的相容性，提高合金材料的韧性和耐刮伤性能，采用熔融挤出法，制备的材料具有高韧性，优异的耐刮伤性，该材料工艺简单，操作方便，产量高，适合工业化工业化生产，在汽车内外饰、家用电器、电子电气等领域中具有广阔的市场前景。

Description

一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)具有机械性能优良、高光泽、耐寒、抗冲击、耐油、尺寸稳定性高、成型收缩率小、电性能优良、能电镀、易成型等特点，在汽车、家电、电子玩具等领域被广泛应用，但存在耐候性较差、热变形温度较低，尤其是耐有机溶剂性能差等缺点，限制了其应用范围的扩展。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是结晶型聚酯，其具有良好的耐有机溶剂、高刚性、耐化学药品性、自润滑性能和成型加工性能等优点，在电子电器、包装、汽车工业、机械等领域具有广泛的应用，但PBT的结晶收缩率大，尺寸稳定性差，对缺口非常敏感，缺口冲击强度低，则制约着PBT的应用范围。
共混改性已成为获得高性能和功能化的主要途径之一，但ABS属于非结晶型聚合物，而PBT属于结晶型聚酯，这两者属于热力学不相容体系，直接共混容易出现分层、起皮、发脆等现象，难以获得性能优异的合金材料，需要添加合适的相容剂和增韧剂来实现合金的高性能化。
热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)是线性嵌段共聚物，主要分为聚酯型和聚醚型之分，具有优良的耐磨性、高抗冲性、优异的加工性能和优异的耐刮伤性，适合作共混增韧材料，能起到提高基体材料的韧性、耐溶剂、耐化学和抗应力开裂等性能。
发明内容
针对现有技术不足，为了解决ABS与PBT共混过程中难以互溶、冲击强度低的问题。本发明提供一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金及其制备方法。
一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其由下列原料按重量份制备而成：
进一步方案，所述的ABS树脂为本体法或乳液法合成的，其粒径为190-340nm；所述的PBT树脂的特性粘度在0.7-1.0dl/g之间。
进一步方案，所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-GMA。
进一步方案，所述的无机成核剂是超细二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、超细硫酸钡中的至少一种。
进一步方案，所述的耐刮擦剂为硅酮母粒、芥酸酰胺中的至少一种。
进一步方案，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
更进一步方案，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步方案，所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种；所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂中的至少一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将ABS树脂、PBT树脂和热塑性聚氨酯弹性体橡胶分别干燥，将三者的含水量控制在0.1％以下待用；
(2)将ABS树脂37-75份、PBT树脂20-50份、相容剂2-5份、热塑性聚氨酯弹性体橡胶3-8份、无机成核剂0.5-2份、耐刮擦剂0.5-2份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0-2份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
进一步方案，步骤(1)中所述ABS树脂是在80-90℃的烘箱干燥4-6个小时、PBT树脂在120-140℃烘箱干燥4-6个小时，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)在80-100℃烘箱中干燥2-4小时。
本发明的优异效果：
本发明利用含有反应性环氧官能团高分子苯乙烯-丙烯腈-GMA为相容剂，环氧基团不仅与TPU主链上的-NHCOO-，还能与PBT的羧基与羟基发生反应，此外-NHCOO-单元与ABS树脂中得丙烯腈单元-CH2CH(CN)-形成氢键，而-CH2CH(CN)-与TPU中的聚酯或聚醚软段还有较强的偶极-偶极作用，在交联与化学键的作用下ABS、PBT、TPU三相链段相互缠结，扩散贯穿，细化三相的结构，形成均相体系，不仅仅提高ABS/PBT合金材料的冲击韧性、耐刮性。
本发明采用熔融挤出工艺，工艺简单，操作方便，产量高，适合工业化工业化生产，制备的材料具有高韧性，优异的耐刮性，在汽车内外饰、家用电器、电子电气等领域中具有广阔的市场前景。
另外，本发明中ABS树脂、PBT树脂和热塑性聚氨酯弹性体分别干燥至含水量控制在0.1％以下。由于ABS树脂、PBT树脂、热塑性聚氨酯弹性体在运输、存放过程中易吸湿，因此加工前要对原材料进行除湿干燥；另外，因为过高的水分含量会导致原材料加工困难，而高温加工会使PBT链段遇水发生降解反应，降低合金材料的物性，注射制品表面会出现气泡或银丝，造成产品缺陷，影响产品质量，所以要将这三者的水分控制在0.1％以下。
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做进一步的说明。
实施例1
本实施例中的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金材料由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)分别将ABS树脂在80℃的烘箱干燥4个小时、PBT树脂在120℃烘箱干燥4-6个小时，TPU弹性体在80℃烘箱中干燥2小时，将三者的含水量控制在0.1％以下，待用。
(2)将ABS树脂75份、PBT树脂20份、苯乙烯-丙烯腈-GMA 2份、聚酯型聚氨酯弹性体3份、二氧化硅0.5份、芥酸酰胺0.5份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.1份乙撑双硬脂酰胺1份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
实施例2
本实施例中的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金材料由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)分别将ABS树脂在85℃的烘箱干燥5个小时、PBT树脂在130℃烘箱干燥5个小时，TPU弹性体在90℃烘箱中干燥3小时，将三者的含水量控制在0.1％以下，待用。
(2)将ABS树脂62份、PBT树脂30份、苯乙烯-丙烯腈-GMA 3份、聚醚型聚氨酯弹性体5份、超细硫酸钡2份、芥酸酰胺0.3份、硅酮母粒1份、抗氧剂1010 0.1份、抗氧剂168 0.2份、乙撑双硬脂酰胺0.5份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
实施例3
本实施例中的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金材料由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)分别将ABS树脂在90℃的烘箱干燥6个小时、PBT树脂在140℃烘箱干燥6个小时，TPU弹性体在100℃烘箱中干燥4小时，将三者的含水量控制在0.1％以下，待用。
(2)将ABS树脂37份、PBT树脂50份、苯乙烯-丙烯腈-GMA 5份、聚醚型聚氨酯弹性体8份、二氧化硅1份、硅酮母粒2份、抗氧剂DLTP 0.15份、抗氧剂168 0.15份、季戊四醇硬脂酸酯0.75份、紫外光吸收剂0.5份、光稳定剂0.5份、着色剂1份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
对比例
本对比例中的ABS/PBT合金材料由下列原料按照重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)分别将ABS树脂在90℃的烘箱干燥6个小时、PBT树脂在140℃烘箱干燥6个小时，将三者的含水量控制在0.1％以下，待用。
(2)将ABS树脂70份、PBT树脂30份、抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份、季戊四醇硬脂酸酯0.75份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出，造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
将上述实施例1-3及对比例制得的ABS/PBT合金材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲模量的检测标准与检测结果如下表所示：
从表中数据可以看出，苯乙烯-丙烯腈-GMA、热塑性聚氨酯弹性体的加入能明显提高ABS/PBT合金的冲击强度和耐刮性能。本发明采用熔融挤出工艺，工艺简单，操作方便，产量高，适合工业化工业化生产，制备的材料具有高韧性，优异的耐刮性，在汽车内外饰、家用电器、电子电气等领域中具有广阔的市场前景。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：其由下列原料按重量份制备而成：
ABS树脂 37-75份
PBT树脂 20-50份
相容剂 2-5份
热塑性聚氨酯弹性体3-8份
无机成核剂 0.5-2份
耐刮擦剂 0.5-2份
抗氧剂 0.2-0.4份
润滑剂 0.5-1份
其他助剂 0-2份。
2.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述的ABS树脂为本体法或乳液法合成的，其粒径为190-340nm；所述的PBT树脂的特性粘度在0.7-1.0dl/g之间。
3.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-GMA。
4.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述的无机成核剂是超细二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、超细硫酸钡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述的耐刮擦剂为硅酮母粒、芥酸酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
8.根据权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金，其特征在于：所述的润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种；所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂中的至少一种。
9.如权利要求1所述的高韧性、耐刮擦的ABS/PBT合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将ABS树脂、PBT树脂和热塑性聚氨酯弹性体橡胶分别干燥，将三者的含水量控制在0.1%以下待用；
（2）将ABS树脂37-75份、PBT树脂20-50份、相容剂2-5份、热塑性聚氨酯弹性体3-8份、无机成核剂0.5-2份、耐刮擦剂0.5-2份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0-2份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机的主喂料中，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PBT合金材料；其中挤出机的挤出温度为220-240℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述ABS树脂是在80-90℃的烘箱干燥4-6个小时、 PBT树脂在120-140℃烘箱干燥4-6个小时，热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU）在80-100℃烘箱中干燥2-4小时。
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