CN112391027A - 耐刮abs材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐刮ABS材料及其制备方法和应用，该耐刮ABS材料由95～99份ABS树脂、0.3～3份黑色母、1～5份柔润剂、0.1～0.3份抗氧剂和0.1～0.3份润滑剂按照质量份制备而成，使得该耐刮ABS材料具有优异的耐刮擦性能和亲肤性，适用于家电接触类产品。

Description

耐刮ABS材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种耐刮ABS材料及其制备方法和应用。
背景技术
ABS指的是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯的共聚物，其不仅具有韧性、硬度、刚性相均衡的优良力学性能，而且具有较好的尺寸稳定性、表面光泽度和着色能力。由于其优异的性能，通常被作为一种重要的热塑性工程塑料，广泛应用于居民住宅、家电、电子电器和汽车工业等方面。
在一些应用领域，如家电材料等，通常要求ABS材料具有优异的耐划伤性能，而传统方法是在ABS中添加硫酸钡、纳米二氧化硅、硅铝酸盐、石英粉、聚乙烯蜡、二硫化钼等无机填料来增强ABS表面的耐刮擦性能，还有通过表面电镀法或表面涂装加硬法来增强表面的耐刮擦性能，但这些方法不仅成本高，而且受到尺寸和外观的影响大，而且对环境污染大。
一般的，还有一些做法是通过在ABS材料中加入有机硅或聚甲基丙烯酸甲酯用以提高ABS材料的耐刮擦性能，但由于添加有机硅存在相容性差，注塑制品表面存在凹坑，触感较差；添加基甲基丙烯酸甲酯后，韧性下降比较明显，容易出现脆性断裂，因此，无法满足亲肤性的要求，其不适合用于家电接触材料的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明有必要提供一种耐刮ABS材料及其制备方法，该耐刮ABS材料以ABS作为基体，在其中添加柔润剂，使得ABS材料具有耐刮擦性能，且赋予了ABS材料良好的触感，具有优异的亲肤性，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明首先提供了一种耐刮ABS材料，其由95～99份ABS树脂、0.3～3份黑色母、1～5份柔润剂、0.1～0.3份抗氧剂和0.1～0.3份润滑剂按照质量份制备而成，其中，所述柔润剂为聚甲基有机硅树脂微球粉。
本发明以聚甲基有机硅树脂微球粉，也称为聚甲基硅倍半氧烷有机硅树脂微球粉末作为柔润剂，加入ABS树脂基体中，提高了有机硅和ABS树脂的相容性，使得两者充分混合均匀，在提高ABS树脂耐刮擦性能的同时，ABS材料表面的光泽也得到了很好的控制，且触感佳，具有优异的亲肤性。
进一步的，本发明中所述的ABS树脂没有特别的限定，本领域中常规的ABS树脂均可用于本发明中，具体的说，所述ABS树脂选自本体法ABS树脂、乳液法ABS树脂中的一种或两种的复配物。
进一步的，所述黑色母选自AS载体黑色母，可以理解的是，本领域中的其他类型的黑色母也可以用于本发明中，本发明中所述的黑色母没有特别的限定，采用AS载体黑色母仅作为较优选择，也可根据需要进行调整。
进一步的，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂选自抗氧剂1076，所述辅抗氧剂选自抗氧剂168，可以理解的是，上述仅为本发明中一些具体实施方式中采用的抗氧剂，本领域中其他类型的主抗氧剂、辅抗氧剂均可用于本发明中，其中主抗氧剂和辅抗氧剂的比例没有特别的限定，由于抗氧剂的选择为本领域中的常规选择，这里不再具体阐述。
进一步的，在本领域中润滑剂包括内润滑剂和外润滑剂，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，没有特别的限定，在本发明的一些具体的实施方式中，所述润滑剂选自EBS。
进一步的，所述柔润剂的制备，具体为：将硅烷偶联剂与有机硅加入无水乙醇中，充分搅拌均匀，得到乳白色溶液，其具体的搅拌时间等没有特别的限定，只要能实现搅拌均匀，得到均匀乳白色溶液的目的即可，优选的，在本发明的一些具体的实施方式中，搅拌时间为3h；
将甲基丙烯酸酯加入所述乳白色溶液中充分搅拌混合均匀，待反应完全后(溶液完全澄清视为反应完全)，离心、洗涤、干燥，制得聚甲基有机硅树脂微球粉，可以理解的是，所述的离心、洗涤、干燥等均为本领域中常规手段，这里不再一一详述。
进一步的，所述柔润剂的制备中，各原料组分的质量比没有特别的限定，任意比例混合均可制出该柔润剂，本领域技术人员根据需要调整即可，可通过调整原料组分的不同配比，制得不同分子量、粒径大小的聚甲基有机硅树脂微球粉。优选的，在本发明的一些具体的实施方式中，各原料组分的质量比为硅烷偶联剂：有机硅：甲基丙烯酸酯＝1：6：3。
本发明将硅烷偶联剂与有机硅接枝后，再甲基丙烯酸酯与羟基反应在硅橡胶两端引入硅烷偶联剂，通过硅烷偶联剂将有机硅和硅橡胶相连接，形成聚甲基有机硅树脂微球粉。该聚甲基有机硅树脂微球粉与ABS树脂的相容性较好，注塑加工过程中保证聚甲基有机硅树脂微球粉和材料充分混合，从而使硅橡胶分布于树脂更加完全。并且聚甲基有机硅树脂微球粉是无弹性的坚硬有机硅粉末，具有优越的光滑性，同时具有高的光扩散性能，提高了ABS材料耐磨耐刮擦的效果。该聚甲基有机硅树脂微球粉同时赋予了材料良好的触感，可以实现遥控器等家电接触材料应用。
本发明进一步提供了一种如前述任一项所述的耐刮ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
按照配比将ABS树脂、黑色母、抗氧剂和润滑剂以200～300r/min的转速混合3～5min，得到均匀的第一混合物料；
按照配比将柔润剂和所述第一混合物料以300～400r/min的转速混合6～10min，得到均匀的第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，制得耐刮ABS材料。
通过分布混料的方式，并调整工艺参数，进一步保证了有机硅和ABS树脂良好的相容性，保证了ABS材料的成型。
优选的，所述平行双螺杆挤出机的加工参数为：机筒温度为180～210℃、螺杆转速为400～500r/min、熔体压力控制在1.5～1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
本发明还提供了一种如权利要求前述任一项所述的耐刮ABS材料在用于制备家电接触类产品中的应用，所述的家电接触类产品包括但不限于遥控器、鼠标、冰箱门、手机外壳等中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优异效果：
该耐刮ABS材料具有优异的耐刮擦性能，在ABS树脂基体中引入甲基基团，提高了有机硅和ABS树脂的相容性，确保了ABS材料的成型；通过加入柔润剂，优化了ABS材料中分子间的布局，使得有机硅可以均匀的排布于树脂内外部，在提高耐刮擦性能的同时，取得了良好的触感，具有优异的亲肤性。
该耐刮ABS材料非常适用于制备家电遥控器等与皮肤直接接触的电器材料。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以下实施例和对比例中各原料或助剂的具体信息如下：
ABS树脂：MG94，天津大沽；
黑色母：茂义实业；
主抗氧剂：抗氧剂1076，北京极易；
辅抗氧剂：抗氧剂168，天津利安隆；
润滑剂：EBS；
柔润剂为自制，具体制备过程为：按质量比1:6:3称取硅烷偶联剂KH550、有机硅SG-200A、甲基丙烯酸酯24MA005；将硅烷偶联剂KH550与有机硅SG-200A加入无水乙醇中，充分搅拌均匀，得到乳白色溶液；最后将甲基丙烯酸酯加入所述乳白色溶液中充分搅拌混合均匀，待反应溶液澄清后，离心、洗涤、干燥，制得柔润剂。
需要说明的是，以上原料或助剂仅为了使得本发明的技术方案更加清楚做出的示例，不代表本发明仅能采用上述原料或助剂，具体以权利要求保护范围为主。
此外，如无特别的说明，以下实施例和对比例中所述的“份”、“份数”等均指的是重量份数。
实施例1
将98份ABS树脂、1份黑色母、0.2份主抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168和0.2份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将1份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
实施例2
将97份ABS树脂、1份黑色母、0.2份主抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168和0.2份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将2份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
实施例3
将96份ABS树脂、1份黑色母、0.2份主抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168和0.2份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将3份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
实施例4
将95份ABS树脂、1份黑色母、0.2份主抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168和0.2份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将4份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
实施例5
将95份ABS树脂、3份黑色母、0.3份主抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168和0.3份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将5份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
实施例6
将90份ABS树脂、0.3份黑色母、0.05份主抗氧剂1076、0.05份抗氧剂168和0.1份润滑剂EBS加入低混机中以200-300r/min的转速混合3-5分钟，得到第一混合物料；
将1份柔润剂和所述第一混合物料加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，得到耐刮ABS材料，其中，所述平行双螺杆挤出机的机筒温度为200℃、螺杆转速为400r/min、熔体压力控制在1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
对比例1
本对比例和实施例1相比，区别在于将“98份ABS树脂”替换为“99份ABS树脂”且不添加柔润剂，其他均与实施例1相同，制得耐刮ABS材料。
对比例2
本对比例和实施例1相比，区别在于将“1份柔润剂”替换为“1份甲基丙烯酸酯，其他均与实施例1相同，制得耐刮ABS材料。
对比例3
本对比例和实施例1相比，区别在于制备方法采用一步混料法，具体为“将98份ABS树脂、1份黑色母、0.2份主抗氧剂1076、0.1份抗氧剂168、0.2份润滑剂EBS和1份柔润剂加入高混机中以300-400r/min的转速混合6-10分钟，得到均匀的混合物料，而后加入平行双螺杆挤出机中”，其他均与实施例1相同，制得耐刮ABS材料。
测试例
将实施例1-4和对比例1-2中的耐刮ABS材料分别进行相关性能测试，测试结果见表1：
表1耐刮ABS材料性能测试结果
Figure BDA0002828004520000091
注：表1中亲肤性通过人直观感受光滑表面摩擦力的大小来评价，摩擦力越大，亲肤性则越好；
耐划伤通过染色摩擦色牢度仪测试的，高光板通过绢布来回摩擦500次，显微镜下观察划痕深浅，越浅判定为最好，越深判定为最差。
亲肤性和耐划伤的等级分为：最好++、好+、一般O、差-、最差--。
通过表1中的测试结果可以看出，该耐刮ABS具有非常优异的耐刮擦性能，不仅对皮肤有良好的触感，而且光泽度高。本发明采用分步混料方式，调整工艺参数，从分子结构入手，引入甲基基团，使得有机硅与树脂有良好的相容性，保证了材料的成型。
通过加入柔润剂，优化了材料的分子间的布局，使得有机硅可以均匀的排布于树脂内外部，通过实施例可以看出在保证亲肤良触感的同时，耐刮擦性能也达到最佳效果，适合于家电遥控器，鼠标等与肢体接触的电器材料。
此外，本发明加入柔润剂后，不仅没有影响材料的整体性能，而且冲击性能提高明显，使得该耐刮ABS材料同样适合在增强家居外观材料上使用，实现跌落磨损较小，并且不影响材料的光泽度，很适合家电产品。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种耐刮ABS材料，其特征在于，其由95～99份ABS树脂、0.3～3份黑色母、1～5份柔润剂、0.1～0.3份抗氧剂和0.1～0.3份润滑剂按照质量份制备而成，其中，所述柔润剂为聚甲基有机硅树脂微球粉。
2.如权利要求1所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述ABS树脂选自本体法ABS树脂、乳液法ABS树脂中的一种或两种的复配物。
3.如权利要求1所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述黑色母选自AS载体黑色母。
4.如权利要求1所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂选自抗氧剂1076，所述辅抗氧剂选自抗氧剂168。
5.如权利要求1所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述润滑剂选自EBS。
6.如权利要求1所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述柔润剂的制备，具体为：将硅烷偶联剂与有机硅加入无水乙醇中，充分搅拌均匀，得到乳白色溶液；
将甲基丙烯酸酯加入所述乳白色溶液中充分搅拌混合均匀，待反应完全后，离心、洗涤、干燥，制得聚甲基有机硅树脂微球粉。
7.如权利要求6所述的耐刮ABS材料，其特征在于，所述柔润剂的制备中，各原料组分的质量比为硅烷偶联剂：有机硅：甲基丙烯酸酯＝1：6：3。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的耐刮ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配比将ABS树脂、黑色母、抗氧剂和润滑剂以200～300r/min的转速混合3～5min，得到均匀的第一混合物料；
按照配比将柔润剂和所述第一混合物料以300～400r/min的转速混合6～10min，得到均匀的第二混合物料；
将所述第二混合物料加入平行双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、造粒，制得耐刮ABS材料。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机的加工参数为：机筒温度为180～210℃、螺杆转速为400～500r/min、熔体压力控制在1.5～1.8MPa、真空度-0.04～0.08MPa。
10.如权利要求1-7任一项所述的耐刮ABS材料在用于制备家电接触类产品中的应用。
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