CN112724611B - 一种aes/pbat合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种aes/pbat合金材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AES/PBAT合金材料及其制备方法和应用，所述合金材料包括如下按重量份计算的组分：AES树脂20～50份；PBAT树脂45～80份；增韧剂5～10份；成核剂0.1～1份；相容剂3～8份；耐候剂0.3～3份；所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g。所述合金材料的低温冲击强度大于20KJ/m2，300小时老化色差值在2.5以内，可以用于制备园林工具制品，并能够在寒冷地区使用。

Description

一种AES/PBAT合金材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，更具体地，涉及一种AES/PBAT合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
AES树脂是三元乙丙橡胶(EPDM)增韧丙烯腈-苯乙烯共聚物，与采用丁二烯橡胶增韧的ABS树脂基本物性相似，而三元乙丙橡胶(EPDM)分子链主要由乙烯、丙烯和少量非共轭双烯共聚构成，其分子中双键含量极少，具有较好的耐候性和耐化学性，弥补ABS树脂的性能缺陷，但是其低温冲击强度低，限制了其应用。
目前中国专利(CN102070823A)公开了通过添加采用轻质碳酸钙与硫酸钡进行复合来提高低温冲击强度；但是在实际生产过程中易产生团聚现象，会严重影响产品的物理力学性能，且耐候性能也不好。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的耐老化性能差、低温缺口冲击强度不高的缺陷，提供一种AES/PBAT合金材料。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PBAT合金材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PBAT合金材料的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种AES/PBAT合金材料，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002821421620000011
所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g。
本发明经实验研究发现，在AES树脂中，通过添加特定特性粘度的PBAT树脂，能够使制得的复合物具有更高的低温冲击性能，同时具有优异的耐候性能，其中，PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g能够很好的与AES树脂匹配，当PBAT树脂的特性粘度高于2.8或低于2.0dl/g，相态结构不稳定，低温冲击强度和耐候性都不满足要求。
优选地，所述合金材料包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002821421620000021
所述PBAT树脂的特性粘度按照GB/T 1632-93标准方法测试。
优选地，所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物的一种或几种。
优选地，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯或乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物的一种或几种。
优选地，所述成核剂为纳米蒙脱土和/或纳米滑石粉。
优选地，所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂。
优选地，还包括抗氧剂0.1～2份和/或润滑剂0.1～2份。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸脂类抗氧剂。
优选地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE蜡、PP蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
本发明还提供所述AES/PBAT合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将AES树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂、耐候剂、润滑剂和抗氧剂均匀混合后，得到混合料；
S2.将步骤S1中的混合料在挤出机上进行熔融、共混、挤出后，加工得到所述AES/PBAT合金材料。
所述加工为水下切粒、烘干。
所述挤出机的加工温度为120℃～230℃，转速为50rpm～600rpm。
所述AES/PBAT合金材料制备在园林工具制品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种AES/PBAT合金材料，采用特定的特性粘度PBAT树脂配合AES树脂具有超高低温冲击强度和耐候性，低温冲击强度大于20KJ/m2，300小时老化色差值在2.5以内，可以用于制备园林工具制品，并能够在寒冷地区使用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
PBAT树脂A：特性粘度2.0，A400，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂B：特性粘度2.8，A402，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂C：特性粘度2.5，A401，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂D：特性粘度1.6，A500，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂E：特性粘度3.5，A300，珠海万通化工有限公司
AES树脂：ESA20，UMG ABS,Ltd
相容剂A：苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯，SAG-002，南通日之升高分子新材料科技有限公司
相容剂B：苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物，SMA 700，上海华雯电子新材料有限公司
增韧剂：乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物，PTW，杜邦公司
成核剂A：纳米滑石粉，HTPUltra5L，辽宁艾海意米矿业有限公司
成核剂B：纳米蒙脱土，DK5，浙江丰虹新材料股份有限公司
耐候剂：苯并三唑类紫外光吸收剂，UV-329，天津利安隆新材料股份有限公司
抗氧剂：受阻酚类抗氧剂，RIANOX 1010；亚磷酸脂类抗氧剂，RIANOX 168；天津利安隆新材料股份有限公司
润滑剂：乙烯基双硬脂酰胺，EBS BEAD，KLK Emmerich Gmbh
下面结合实施例和对比例来详细说明本发明。
下面实施例和对比例均通过以下方法制备AES/PBAT合金材料，按照表1～表4的重量比称取各组分；具体步骤如下：
S1.将AES树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂、耐候剂、润滑剂和抗氧剂均匀混合后，得到混合料；
S2.将步骤S1中的混合料在挤出机上进行熔融、共混、挤出后，加工得到所述AES/PBAT合金材料，1～2区温度为120℃～190℃，3～5区温度为200℃～230℃，6～10区温度为200℃～230℃，螺杆转速为350rpm。
实施例1～5
表1实施例1～5的配方(份)
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
PBAT树脂A 55 — — 55 55
PBAT树脂B — 55 — — —
PBAT树脂C — — 55 — —
AES树脂 45 45 45 45 45
相容剂A 3 3 3 3 3
增韧剂 5 5 5 5 5
成核剂A 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
耐候剂 2 2 2 2 2
抗氧剂 0.5 0.5 0.5 — —
润滑剂 0.5 0.5 0.5 — 0.5
实施例6～12
表2实施例6～12的配方(份)
Figure BDA0002821421620000041
Figure BDA0002821421620000051
实施例13～17
表3实施例13～17的配方(份)
实施例13 实施例14 实施例15 实施例16 实施例17
PBAT树脂A 55 55 55 55 55
AES树脂 45 45 45 45 45
相容剂A 3 5 6 8 3
增韧剂 5 5 5 5 5
成核剂A 0.3 0.3 0.3 0.3 —
成核剂B — — — — 0.3
耐候剂 2 2 2 2 2
抗氧剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
润滑剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
对比例1～4
表4对比例1～4的配方(份)
对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
PBAT树脂A — — — 55
PBAT树脂D 55 — — —
PBAT树脂E — 55 — —
AES树脂 45 45 45 45
相容剂A 3 3 3 —
增韧剂 5 5 5 5
成核剂A 0.3 0.3 0.3 0.3
耐候剂 2 2 2 2
抗氧剂 0.5 0.5 0.5 0.5
润滑剂 0.5 0.5 0.5 0.5
上述实施例和对比例均通过以下性能测试：
1.低温缺口冲击强度按照ISO 180-2001标准进行测试，缺口类型为A型；
2.光老化性能测试，按ISO 4892.3-1994紫外光老化条件1进行300小时色差老化测试。
表5各实施例和对比例的测试数据
色差ΔE -30℃缺口冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>)
实施例1 2.1 28
实施例2 2.2 27
实施例3 2.0 29
实施例4 2.2 28
实施例5 2.1 28
实施例6 2.2 25
实施例7 2.3 28
实施例8 2.4 31
实施例9 2.5 34
实施例10 2.7 35
实施例11 2.1 28
实施例12 2.1 27
实施例13 2.1 28
实施例14 2.0 30
实施例15 2.0 33
实施例16 2.1 36
实施例17 2.1 28
对比例1 4.5 12
对比例2 4.8 10
对比例3 2.5 12
对比例4 2.6 17
从实施例1～3看，采用特性粘度范围2.0～2.8的PBAT树脂，与AES的粘度匹配，在相容剂的共同作用下，提高了AES/PBAT两相的相容性，获得良好的低温冲击性能和耐老化性能。
从实施例4和5看，添加润滑剂或者抗氧剂中的一种，不影响合金材料的耐老化性能和低温冲击性能。
从实施例6～9看，随着PBAT树脂含量增加，合金材料的低温冲击性能不断提高，耐老化性能略微下降。
实施例10选择不同的相容剂也能实现上述效果。
从实施例11～14看，随着相容剂含量的增加，AES和PBAT两相的相容性越来越好，合金材料的低温冲击性能不断提高。
实施例15选择不同的成核剂也能实现上述效果。
从对比例1～4看，选用特性粘度过高或过低的PBAT树脂与AES共混，相态结构不稳定，即使添加相容剂，其两相的相容性都不好，导致低温冲击性能差和耐老化性能下降；不添加PBAT树脂，单纯对AES增韧，其低温冲击性能没有改善；在选择特定粘度的PBAT与AES树脂共混的情况下，添加相容剂有利于进一步提升合金材料的低温冲击性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种AES/PBAT合金材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
AES树脂 20～50份；
PBAT树脂 45～80份；
增韧剂 5～10份；
成核剂 0.1～1份；
相容剂 3～8份；
耐候剂 0.3～3份；
所述PBAT树脂的特性粘度为2.0 dl/g～2.8 dl/g。
2.如权利要求1所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物的一种或几种。
3.如权利要求1所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物。
4.如权利要求1所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述成核剂为纳米蒙脱土和/或纳米滑石粉。
5.如权利要求1所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂。
6.如权利要求1所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，还包括抗氧剂0.1～2份和/或润滑剂0.1～2份。
7.如权利要求6所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
8.如权利要求7所述AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE蜡或PP 蜡中的一种或几种。
9.如权利要求1~8任一项所述AES/PBAT合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 将AES树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂、耐候剂、以及任选的润滑剂和/或抗氧剂均匀混合后，得到混合料；
S2. 将步骤S1中的混合料在挤出机上进行熔融、共混、挤出后，加工得到所述AES/PBAT合金材料。
10.权利要求1~8任一项所述AES/PBAT合金材料制备在园林工具制品中的应用。
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