CN111534038B - 一种自润滑宽温域高阻尼abs材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料及其制备方法，ABS材料由以下组分按重量份组成：ABS树脂76‑83份、低表面能助剂2‑4份、阻尼橡胶15‑20份、光稳定剂0.5份、抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份。本发明采用高/低分子量低表面能硅润滑剂复配方案，实现改性ABS材料表面能长效、平稳的降低；高/低温域阻尼橡胶复配粉体的加入，改性ABS材料的阻尼特性得到极大的改善并伴随着阻尼温域成倍的增长。本发明所制备的自润滑宽温域高阻尼ABS材料在塑料摩擦噪音或是声音阻断上表现出常规材料无法比拟的优异性能，可广泛应用于汽车及电子电器领域功能和内/外饰材料上。

Description

一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料及其制备方法。

背景技术

目前跟进多家空调厂商的市场投诉统计的数据来看，空调十大投诉问题排行榜中，噪音问题排名第五，已经成为家庭当中影响健康的重要因素。传统改善手段是在制件表面贴绒布或是海绵进行改善，但改善效果不是很好，不仅增加了海绵成本还因增加了一道工序而大大降低了生产效率。

因此开发一种不产生噪音或是降低噪音产生的改性材料对于目前的消费市场具有非常重要的价值和意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料，由以下组分按重量份组成：

进一步方案，所述ABS树脂为乳液法或是本体法制备的高抗冲丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，冲击性能为20-30KJ/m²。

进一步方案，所述低表面能助剂为高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷组成的混合物；所述高分子量硅氧烷的相对分子质量为15000-18000，低分子量硅氧烷的相对分子质量为2000-3000。进一步优选的，所述低表面能助剂中高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷的重量比为1：2。

进一步方案，所述阻尼橡胶为丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶组成的混合物；所述丙烯酸酯橡胶的玻璃化转变温度Tg为-50℃，丁腈橡胶的玻璃化转变温度Tg为5℃。进一步优选的，所述阻尼橡胶中丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶的重量比为1：1。

进一步方案，所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂与受阻胺类光稳定剂按重量比1:3组成的混合物。

进一步方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂：亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1:2组成的混合物。

进一步方案，所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂、脂肪酸类润滑剂中的至少一种。

本发明的另一个目的是提供上述所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将总重量一半的ABS树脂与润滑剂、抗氧剂及光稳定剂一起加入温度为65-75℃并通有氮气保护的高混机中进行混合5-10min，然后加入阻尼橡胶，继续混合5-10min，得到混合物料A；

(2)将另一半的ABS树脂与低表面能助剂一起加入温度为75-85℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10-15min后，加入混合物料A，继续混合5-10min得到混合物料B；

(3)在氮气保护下，将混合物料B加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒温度为200-230℃，螺杆转速为450-500rpm，真空度为-0.04～-0.1MPa。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用低表面助剂为高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷组成的混合物，在注塑后形成的制件中，低分子量有机硅氧烷的迁移速率较快，可以很快的起到表面润滑作用，高分子量有机硅氧烷迁移速率较慢，在制件后续长时间使用过程中慢慢释放，起到长期表面润滑的作用，高/低分子量有机硅氧烷的复配保证了材料表面摩擦系数长期稳定的保持在较低的水平。低的表面摩擦系数使得塑料制件之间相对滑动更加容易，大大减少了塑料间由于尺寸变化而导致的相对静-动滑动转变而带来的摩擦噪音，同时即使发生静-动滑动转变产生摩擦噪音，其声音音量也会相对较小(说明：滑动前形变能量积累一定后才会发生静-动滑动转变，材料表面摩擦系数越小，滑动前积累能量也越小，产生的噪音音量也会越小)。

2、本发明采用阻尼橡胶为丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶的复配混合物，高/低玻璃化转变温度橡胶的复配可以实现基材树脂阻尼温域极大的扩展。常规ABS的高阻尼温域一般在-80摄氏度，而在室外条件内阻尼系数都较低，但ABS的常规使用温度一般都在室外附近，所以常规ABS材料无法满足降噪的应用需求，本发明中采用玻璃化转变温度Tg(阻尼温域一般在Tg附近)在-50℃左右的丙烯酸酯橡胶与玻璃化转变温度Tg在5℃左右的丁腈橡胶复配改性技术实现了改性ABS阻尼温域在-90℃-30℃的阻尼系数的提高，特别是在-50℃及5℃附近。由于高的阻尼系数，本发明制备的宽温域高阻尼ABS材料在常规的使用环境下可以快速的消耗掉震动噪音的能量，大大的降低了噪音音量。

附图说明

图1对比例和实施例制得的材料的动态热机械分析曲线(DMA曲线)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的所有原料均为现有的市售产品，实施例中均以重量份计。其中，部分原料的型号以及供应商如下：ABS树脂(中国海洋石油集团有限公司ABS HP181)、低分子量硅氧烷(道康宁(上海)有限公司PMX-200低粘)、高分子量硅氧烷(道康宁(上海)有限公司PMX-200高粘)、丙烯酸酯橡胶(钟渊化学工业株式会社ACR橡胶PA20)、丁腈橡胶(安庆华兰科技有限公司HLN40)，上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。

下列实施中，低表面能助剂为高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷按重量比1：2组成的混合物；阻尼橡胶为丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶按重量比1：1组成的混合物；光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂(天津利安隆新材料股份有限公司UV-P)与受阻胺类光稳定剂(天津利安隆新材料股份有限公司770)按重量比1:3组成的混合物；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(北京极易化工有限公司1076)：亚磷酸酯类抗氧剂(北京极易化工有限公司168)按重量比1:2组成的混合物；润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂(苏州联胜化学有限公司EBSF)、脂肪酸类润滑剂(四川日普精化有限公司的油酸酰胺)中的至少一种。

对比例1

(1)将100份ABS树脂与0.5份润滑剂、0.5份抗氧剂及0.5份光稳定剂一起加入温度为70℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10min；

(2)在氮气保护下，将(1)中物料加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒各段温度分别为200℃、210℃、230℃、230℃、230℃、220℃、210℃、210℃、210℃、230℃，螺杆转速为500RPM，真空度为-0.08MPa。

对比例2

(1)将55份ABS树脂与0.5份润滑剂、0.5份抗氧剂及0.5份光稳定剂一起加入温度为70℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10min；

(2)将总43份ABS树脂与2份低表面能助剂一起加入温度为80℃并通有氮气保护的高混机中进行混合15min；然后加入(1)中混合料继续在80℃温度并通有氮气保护的高混机中进行混合10min；

(3)在氮气保护下，将(2)中物料加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒温度为200/210/230/230/230/220/210/210/210/230℃，螺杆转速为500RPM，真空度为-0.08MPa。

实施例1

(1)将40份ABS树脂与0.5份润滑剂、0.5份抗氧剂及0.5份光稳定剂一起加入温度为70℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10min，然后加入15份阻尼橡胶，在70℃温度并通有氮气保护的高混机中继续混合10min，得到混合物料A；

(2)将总43份ABS树脂与2份低表面能助剂一起加入温度为80℃并通有氮气保护的高混机中进行混合15min；然后加入混合物料A继续在80℃温度并通有氮气保护的高混机中进行混合10min，得到混合物料B；

(3)在氮气保护下，将混合物料B加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒各段温度分别为200℃、210℃、230℃、230℃、230℃、220℃、210℃、210℃、210℃、230℃，螺杆转速为500RPM，真空度为-0.08MPa。

实施例2

(1)将38份ABS树脂与0.5份润滑剂、0.5份抗氧剂及0.5份光稳定剂一起加入温度为75℃并通有氮气保护的高混机中进行混合5min，然后加入20份阻尼橡胶，在75℃温度并通有氮气保护的高混机中继续混合5min，得到混合物料A；

(2)将总38份ABS树脂与4份低表面能助剂一起加入温度为80℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10min；然后加入混合物料A继续在85℃温度并通有氮气保护的高混机中进行混合10min，得到混合物料B；

(3)在氮气保护下，将混合物料B加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒各段温度分别为200℃、210℃、230℃、230℃、230℃、220℃、210℃、210℃、210℃、230℃，螺杆转速为500RPM，真空度为-0.08MPa。

上述对比例、实施例所用原料组分如下表1所示：

表1对比例、实施例所用原料组分

方案编号	对比例1	对比例2	实施例1
				ABS树脂	100	98	83
低表面能助剂	0	2	2
				阻尼橡胶	0	0	15
抗氧化剂	0.5	0.5	0.5
				光稳定剂	0.5	0.5	0.5
润滑剂	0.5	0.5	0.5

对上述对比例、实施例制得的材料进行表面摩擦系数测试、阻尼系数及制件噪音测试，结果如表2和图1所示：

表2对比例、实施例制得的材料性能测试结果

方案编号	对比例1	对比例2	实施例1
				表面摩擦系数(23℃，ISO 8295)	0.44	0.25	0.28
异常声响次数	46	30	5
				异常噪音最高音量dB	50	32	25

注：

(1)“异常声响次数”测试中，空调中底盘+面框材料采用实验材料，测试方法为：23℃工况下18℃制冷吹风20min；

(2)“异常噪音最高音量”测试中，空调中底盘+面框材料采用实验材料，测试方法为：23℃工况下18℃制冷吹风10min。

从表2中数据可知，本发明制备的自润滑宽温域高阻尼ABS材料具有较低的表面摩擦系数，降低幅度高达36％；对塑料摩擦噪音改善效果非常明显：摩擦噪音次数减少89％，最大声音大小降低50％，起到很好的抑制噪音效果。

从图1的动态热机械分析曲线可知，本发明制备的自润滑宽温域高阻尼ABS材料具有宽温域高阻尼：阻尼系数在-90℃至30℃内都有很大的提高，阻尼系数大于0.05的高阻尼温域为92℃(至少-80℃至12℃)。

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实施案例做出各种修改，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案例，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 (6)

1.一种自润滑宽温域高阻尼ABS材料，其特征在于：由以下组分按重量份组成：

所述低表面能助剂为高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷组成的混合物；所述高分子量硅氧烷的相对分子质量为15000-18000，低分子量硅氧烷的相对分子质量为2000-3000；所述低表面能助剂中高分子量硅氧烷和低分子量硅氧烷的重量比为1：2；

所述阻尼橡胶为丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶组成的混合物；所述丙烯酸酯橡胶的玻璃化转变温度Tg为-50℃，丁腈橡胶的玻璃化转变温度Tg为5℃；所述阻尼橡胶中丙烯酸酯橡胶与丁腈橡胶的重量比为1：1。

2.根据权利要求1所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料，其特征在于：所述ABS树脂为乳液法或本体法制备的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，冲击性能为20-30KJ/m²。

3.根据权利要求1所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料，其特征在于：所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂与受阻胺类光稳定剂按重量比1:3组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂：亚磷酸酯类抗氧剂按重量比1:2组成的混合物。

5.根据权利要求1所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料，其特征在于：所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂、脂肪酸类润滑剂中的至少一种。

6.如权利要求1-5任一所述的自润滑宽温域高阻尼ABS材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将总重量一半的ABS树脂与润滑剂、抗氧剂及光稳定剂一起加入温度为65-75℃并通有氮气保护的高混机中进行混合5-10min，然后加入阻尼橡胶，继续混合5-10min，得到混合物料A；

(2)将另一半的ABS树脂与低表面能助剂一起加入温度为75-85℃并通有氮气保护的高混机中进行混合10-15min后，加入混合物料A，继续混合5-10min得到混合物料B；

(3)在氮气保护下，将混合物料B加入双螺杆挤出机中，经熔融共混后挤出造粒，得到自润滑宽温域高阻尼ABS材料；其中双螺杆挤出机的机筒温度为200-230℃，螺杆转速为450-500rpm，真空度为-0.04～-0.1MPa。

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