CN112442251A - 一种abs复合材料及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种ABS复合材料及其制备方法及应用，所述复合材料包括以下质量百分比的成分：PA6树脂：15‑30份；ABS树脂Ⅰ：25‑45份；ABS树脂Ⅱ：10‑40份；增韧剂：5‑10份；相容剂：3‑10份；苯乙烯单体：0.2‑1份；加工助剂：0.5‑1.5份。本发明创造所述的ABS复合材料具有优异的低应力发白、耐化学品性能。

Description

一种ABS复合材料及其制备方法及应用
技术领域
本发明创造属于改性塑料领域，尤其是涉及一种ABS复合材料及其制备方法及应用。
背景技术
ABS(苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的三元聚合物)材料是一种常见的聚合物，由于组分里汇集了高流动性苯乙烯、韧性较好丁二烯、耐化学品的丙烯腈三种单元，因而具有优异的综合性能，是家电、电子电器、OA办公设备等领域常用的材料品种。通常通过ABS材料中丁二烯橡胶的含量、橡胶粒径尺寸和分布调控ABS材料的韧性。但ABS材料提高韧性性能的同时，其材料内部应力会逐步增大，很多深色产品在注塑成型时在外观会出现应力发白的现象，尤其在结构复杂比较轻薄的可穿戴消费类电子产品上现象尤其明显，导致产品不能达标。同时，消费类电子产品要接触很多人体表面涂覆的化妆品等有机物质，对材料耐化学品特性要求更高，ABS材料的耐化学品性能满足不了此类需求。
聚酰胺(PA)材料具有强度高，耐腐蚀性好，自润滑性能好等特点，是常用的一种工程塑料。但其吸水率较高、尺寸稳定性不好，冲击性能较差等缺点限制了其在更多行业上的应用。聚酰胺材料是一种结晶材料，一旦达到熔点后材料的流动性非常好，熔体在模具中成型更顺畅，应力较小，成型复制模具效果较好。
ABS/PA6合金材料结合了两种材料的优异性能，可以应用在对外观应力发白、耐化学品性能有高要求的可穿戴的消费类电子产品上。
中国专利CN201110407697公开了一种低内应力电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，这种合金材料一定程度上降低了材料的内用力，但材料中PA组分的限定和本身耐化学品性能较差的PC组分的大比例添加，对于材料的耐化学品特性并没有起到显著提升。同时，PC材料的粘度较高，对于减少内应力本身也是起负面作用的。此材料主要应用在电镀产品上，在对于外观应力发白、耐化学品特性要求更高的可穿戴的消费类电子产品上使用存在隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种ABS复合材料，解决目前穿戴的消费类电子产品普通ABS材料使用普遍存在的应力发白、耐化学品效果不好的问题。本发明的首要目的在于提供一种具有低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种ABS复合材料，包括以下质量份数的成分：
PA6树脂：15-30份；
ABS树脂Ⅰ：25-45份；
ABS树脂Ⅱ：10-40份；
增韧剂：5-10份；
相容剂：3-10份；
苯乙烯单体：0.2-1份；
加工助剂：0.5-1.5份。
优选的，所述的PA6树脂为高流动性的PA6，更优选的为熔体流动速率为25-35g/10min(250℃，10kg)。
优选的，所述的ABS树脂Ⅰ为高抗冲苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，其悬臂梁缺口冲击强度25-30KJ/m2的种类。
优选的，所述的ABS树脂Ⅱ为一种高丙烯腈含量的苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，优选的是丙烯腈含量在20％以上。
优选的，所述的增韧剂为苯乙烯类增韧剂或/和ABS高胶粉增韧剂中的至少一种，优选的是ABS高胶粉增韧剂。
优选的，所述的相容剂为苯乙烯类相容剂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯类相容剂中至少一种，优选的是为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
所述的苯乙烯单体为油状的单体，流动性很好。使用时需要和加工油预先混合在一起。
优选的，所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或者多种。
优选的，所述主抗氧剂或辅助抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫醚亚磷酸酯类辅助抗氧剂复配；内润滑剂或外润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂或酰胺类润滑剂的一种或两种以上。
本发明还提供一种上述的ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：将PA6树脂、ABS树脂Ⅱ、增韧剂、相容剂、苯乙烯单体、加工助剂。均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将ABS树脂Ⅰ通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料；优选地，所述的挤出机优选双螺杆挤出机，所述的熔融是在230-270℃下熔融。
本发明的上述的ABS复合材料可应用于可穿戴的消费类电子产品领域。
相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
(1)本发明的ABS复合材料具有优异的低应力发白、耐化学品性能，利用高抗冲ABS树脂Ⅰ材料和增韧剂比较优异的橡胶配比和粒径分布组成，提升复合材料的冲击韧性。并通过加入苯乙烯-马来酸酐共聚物改善PA6相、ABS相的相容性，提高其界面强度，从而提高材料的力学性能。
(2)本发明的ABS复合材料，通过加入PA6树脂组分，可以降低材料内部应力和更好复制模具表面，实现低应力发白效果。PA6是结晶型聚合物，在熔融时由分子链有序排列的晶态转变为无序排列的非晶态，一旦温度达到其熔点，其熔体状态呈现出优异的流动性，应力也会减少，同时材料熔体与模具表面的贴合性更好，成型后的制件避免出现表面应力发白现象。同时，由于苯乙烯单体流动性很好，也改善了材料的加工流动性，降低了制成品出现应力发白的几率。
(3)本发明的ABS复合材料，在添加ABS树脂时，通过分步骤加入不同类型的ABS树脂，高丙烯腈含量的ABS树脂Ⅱ先和PA6树脂一起预先加入到双螺杆挤出机前端的主喂料口中，进行混合、熔融、均化。由于高丙烯腈含量的ABS极性更强，更容易和极性的PA6树脂相容，减少了一定的内部应力。同时，这一步形成的ABS/PA6共混物也能更好地与下一步通过后端侧喂料口加入ABS树脂Ⅰ融合在一起，大大降低内部产生的应力。
(4)本发明的ABS复合材料，在添加ABS树脂Ⅰ时，通过双螺杆挤出机后端侧喂料口加入。高冲击型的ABS树脂Ⅰ由于橡胶含量更高，后端侧喂料口加入减少了此树脂在挤出机内停留的时间，降低了高含量橡胶由于粘度大被剪切的程度，一方面对于复合材料的韧性保持有帮助，另一方面也降低了复合材料内部的应力。
(5)本发明的ABS复合材料，在添加PA6树脂后，由于PA6优异的耐化学品特性，复合材料对比普通ABS材料，耐化学品特性大幅度提升。同时，由于ABS树脂Ⅱ的添加和ABS树脂Ⅰ材料添加方式的优化，ABS/PA6复合材料的两相融合性更好，化学品的分子更难侵入到材料中进行破坏，这为材料的耐化学品性也提供了帮助。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例和对比例中的原料的来源如下：
PA6树脂来源于新会美达公司，型号为PA6 M2000；
ABS树脂Ⅰ来源于大沽石化公司，型号为ABS MG29；
ABS树脂Ⅱ来源于吉林石化公司，型号为ABS 0215A和SAN 2437的3:1混合物；
增韧剂来源于锦湖公司，型号是HR181；
相容剂来源于科腾公司，型号为SEBS FG1901 GT；
苯乙烯单体来源于电气化学公司；
抗氧剂来源于巴斯夫公司；
润滑剂来源于花王公司；
以下实施例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度235-255℃，二区温度235-265℃，三区温度240-265℃，四区温度240-265℃，五区温度240-265℃，六区温度240-265℃，七区温度240-265℃，八区温度240-265℃，九区温度240-265℃，主机转速250-360转/分钟。
实施例1-5
一种低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：
将上述除ABS树脂Ⅰ外原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将ABS树脂Ⅰ通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料。
将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表2。
对比例1
一种低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料，其原料配方如表1所示，其制备方法包括以下步骤：
将上述除ABS树脂Ⅰ外原料均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将ABS树脂Ⅰ通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内，双螺杆机熔融挤出，造粒后干燥。将粒料注塑成相应试样进行测试，测试结果见表2。
表1实施例和对比例的ABS复合材料的原料配方(按质量份数)
Figure BDA0002806576350000071
表2实施例和对比例的ABS复合材料的测试数据
Figure BDA0002806576350000072
Figure BDA0002806576350000081
注：XX-很差；X-较差；O-较好；OO-良好；OOO-优异；OOOO-十分优异
对比例1中的未添加PA6树脂，同时ABS树脂Ⅰ从主喂料口中喂入，得到的ABS复合材料的耐应力发白性、耐化学品性均较差。
实施例3与对比例2相比添加苯乙烯单体，实施例3中得到的ABS复合材料的耐应力发白性改善明显。
对比例3中的PA6树脂、ABS树脂Ⅰ和ABS树脂Ⅱ均未在本发明的重量范围之内，得到的ABS复合材料的韧性和耐应力发白性、耐化学品性均大幅度下降，整体的力学性能均较差。
综上所述，首先，本发明中选用ABS树脂Ⅰ和高丙烯腈含量的ABS树脂Ⅱ复配使用，同时将两种材料从不同的喂料口加入均对最终成品的整体性能有较大的贡献；其次，本发明中添加苯乙烯单体与其它原料复配使用，得到的材料的整体力学性也能更优异；再次，本发明中各个原料的合理配比也使得最终材料的整体力学性更优异。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种ABS复合材料，其特征在于：包括以下质量份数的成分：
PA6树脂：15-30份；
ABS树脂Ⅰ：25-45份；
ABS树脂Ⅱ：10-40份；
增韧剂：5-10份；
相容剂：3-10份；
苯乙烯单体：0.2-1份；
加工助剂：0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的PA6树脂为高流动性的PA6，更优选的为熔体流动速率为25-35g/10min(250℃，10kg)。
3.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂Ⅰ为高抗冲苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，其悬臂梁缺口冲击强度为25-30KJ/m2。
4.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂Ⅱ为一种高丙烯腈含量的苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，优选的是丙烯腈含量在20％以上。
5.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为苯乙烯类增韧剂或/和ABS高胶粉增韧剂中的至少一种，优选的是ABS高胶粉增韧剂。
6.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂为苯乙烯类相容剂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯类相容剂中至少一种，优选的是为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
7.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或者多种。
8.根据权利要求7所述的ABS复合材料，其特征在于：所述主抗氧剂或辅助抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和硫醚亚磷酸酯类辅助抗氧剂复配；内润滑剂或外润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂或酰胺类润滑剂的一种或两种以上。
9.权利要求1-8任一所述的ABS复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将PA6树脂、ABS树脂Ⅱ、增韧剂、相容剂、苯乙烯单体、加工助剂。均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入，将ABS树脂Ⅰ通过侧喂称，侧喂入挤出机螺筒内；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到低应力发白、耐化学品性能优异的ABS复合材料；优选地，所述的挤出机优选双螺杆挤出机，所述的熔融是在230-270℃下熔融。
10.权利要求1-9所述的ABS复合材料在制备可穿戴的消费类电子产品领域的用途。
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