CN112745589A - 一种高光高流动aes/pbat合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高光高流动AES/PBAT合金材料及其制备方法和应用。本发明的高光高流动AES/PBAT合金材料，包括如下按重量份计算的组分：AES树脂55～80份；PBAT树脂20～45份；成核剂0.1～1份；相容剂3～8份；其中，PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g。所述高光高流动AES/PBAT合金材料具有高流动、超高光泽性能以及更加持久稳定的光泽度性能，在氙灯老化箱中老化300h后，60°下光泽度保持率可高达98.97％。

Description

一种高光高流动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，具体涉及一种高光高流动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，可应用于户外家用电器产品领域，而目前对产品的外观光泽度的要求越来越高，AES现有的光泽度已经不能满足要求。
中国专利CN108003548A公开选用聚酰胺作为流动促进剂添加到增强芳族乙烯基共聚物组合物中，聚酰胺树脂在注塑过程中形成皮层，芳族乙烯基共聚物和玻璃纤维材料形成芯材，形成典型的皮芯结构，来使得注塑制件呈现出较高的光泽，但是由于皮层和芯材之间的界面连接强度有限，在使用过程中或老化后易导致界面连接失效而影响制件的光泽度。
因此，需要选择一种相容性好，且具有高流动性的组分，来提高AES树脂的光泽性能。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中AES树脂的流动性和光泽度仍有待提高的缺陷，提供一种相容性好，且具有高光高流动性的AES/PBAT合金材料。本发明的高光高流动AES/PBAT合金材料，具有高流动、超高光泽性能以及更加持久稳定的光泽度性能，在氙灯老化箱中老化300h后，60°下光泽度保持率可高达98.97％。
本发明的另一目的在于，提供所述高光高流动AES/PBAT合金材料的制备方法。
本发明的另一目的在于，提供所述高光高流动AES/PBAT合金材料在制备户外家用电器产品中的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高光高流动AES/PBAT合金材料，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002853093200000021
其中，PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g；
优选地，所述AES树脂在220℃、10kg条件下的熔融指数为20～30g/10min。
聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性。PBAT含有柔性的脂肪链和刚性的芳香链因而具有高韧性和耐高温性。
本发明人创造性地发现，在AES树脂中，通过添加特定的PBAT树脂，可以使制备得到的复合物具有更高的流动性，显著改善了AES树脂的流动性，提高了AES加工性能，同时AES外观光泽更高；另外，选择特定的特性粘度的PBAT树脂，可以使得PBAT树脂与AES树脂具有较好的相容性，同时通过添加适量的成核剂可有效改善AES/PBAT复合物相态互容结构，使得AES/PBAT合金材料具有更加持久稳定的光泽度。
PBAT树脂的特性粘度的选择会影响PBAT树脂与AES树脂的相容性：PBAT树脂的特性粘度过低，在加工过程中无法完全熔融，在AES树脂中分散不均匀；PBAT树脂的特性粘度过高，则容易导致在加工过程中，AES树脂与PBAT树脂粘度不匹配，相态结构不稳定，光泽度较差。
优选地，所述PBAT树脂的特性粘度按照GB/T 1632-1993标准方法测试。
优选地，所述PBAT树脂的特性粘度为2.2～2.5dl/g。
优选地，所述成核剂为纳米蒙脱土或纳米滑石粉中的一种或几种的组合。
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、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混合。
优选地，所述高光高流动AES/PBAT合金材料还含有添加剂，所述添加剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或几种的组合。
优选地，所述添加剂的添加量为0～4份。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合。
进一步优选地，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步优选地，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
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的组合。
所述高光高流动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、成核剂、相容剂和添加剂均匀混合后，得到混合料；
S2.将步骤S1得到的混合料经熔融共混挤出后，冷却即得所述高光高流动AES/PBAT合金材料。
优选地，步骤S2中所述熔融共混挤出可选用双螺杆挤出机或密炼机。
进一步优选的地，步骤S2中所述熔融共混挤出选用双螺杆挤出机。
优选地，所述双螺杆挤出机的各区的温度为：一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～230℃，五至十区温度为200℃～230℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350～450rpm。
所述高光高流动AES/PBAT合金材料在制备户外家用电器产品中的应用也在本发明的保护范围之内。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的高光高流动AES/PBAT合金材料，具有高流动和超高光泽性能，其中，熔体流动速率在220℃，10kg条件下可高达57g/10min，60°下光泽度可高达99％；同时还具有更加持久稳定的光泽度性能，在氙灯老化箱中老化300h后，60°下光泽度保持率可高达98.97％。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
本发明的实施例采用以下原料：
AES树脂A：AES-K200，熔融指数20g/10min(220℃，10kg)，购自金发科技股份有限公司；
AES树脂B：AES-K210，熔融指数30g/10min(220℃，10kg)，购自金发科技股份有限公司；
AES树脂C：AES-K300，熔融指数15g/10min(220℃，10kg)，购自金发科技股份有限公司；
AES树脂D：AES-K100，熔融指数35g/10min(220℃，10kg)，购自金发科技股份有限公司；
PBAT树脂A：A403，特性粘度为2.2dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
PBAT树脂B：A401，特性粘度为2.5dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
PBAT树脂C：A400，特性粘度为2.0dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
PBAT树脂D：A402，特性粘度为2.8dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
PBAT树脂E：A500，特性粘度为1.6dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
PBAT树脂F：A300，特性粘度为3.5dl/g，购自珠海万通化工有限公司；
成核剂A：纳米滑石粉，HTPUltra5L，购自辽宁艾海意米矿业有限公司；
成核剂B：纳米蒙脱土，DK5，购自浙江丰虹新材料股份有限公司；
相容剂：苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物，PTW，购自杜邦公司；
抗氧剂：抗氧剂1010，购自巴斯夫(中国)有限公司；
润滑剂：乙烯基双硬脂酰胺，EBS BEAD，购自KLK EmmerichGmbh。
实施例1～10
按照表1中的配方，按照如下制备方法制备所述高光高流动AES/PBAT合金材料：
S1.将AES树脂、PBAT树脂、成核剂、相容剂和添加剂均匀混合后，得到混合料；
S2.将步骤S1得到的混合料，选用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出后，冷却即得所述述高光高流动AES/PBAT合金材料；其中，双螺杆挤出机的各区的温度为：一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～230℃，五至十区温度为200℃～230℃；双螺杆挤出机的螺杆转速为350～450rpm。
表1实施例中各高光高流动AES/PBAT合金材料的原料及配比(重量份)
Figure BDA0002853093200000041
Figure BDA0002853093200000051
对比例1
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，将AES树脂A替换为熔融指数较低的AES树脂C。
对比例2
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，将AES树脂A替换为熔融指数较高的AES树脂D。
对比例3
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，将PBAT树脂A替换为特性粘度较低的PBAT树脂E。
对比例4
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，将PBAT树脂A替换为特性粘度较高的PBAT树脂F。
对比例5
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，PBAT树脂A的含量为15份。
对比例6
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，PBAT树脂A的含量为50份。
对比例7
本对比例与实施例1相比，不同之处在于，AES树脂的含量为100份，未添加PBAT树脂。
上述实施例和对比例制备得到的AES/PBAT合金材料的性能进行测试，具体测试项目及测试方法如下：
1.熔体流动速率：按照ISO 1133:2011标准进行测试，温度为220℃，负荷为10kg；
2.表面光泽度：按照ASTM D2457:2013标准，在60°下进行测试；
3.氙灯老化测试：按照ISO 4892.2:2013标准进行测试。
测试结果如表2所示。
表2实施例及对比例制备得到的AES/PBAT合金材料的性能测试结果
Figure BDA0002853093200000061
表2中，光泽度保持率的计算公式为：光泽度保持率(％)＝(氙灯老化300h，60°光泽度)/60°光泽度*100％。
实施例1～5可以看出，随着PBAT树脂含量的下降，制备得到的AES/PBAT合金材料的熔体流动速率和60°光泽度呈下降趋势，但是材料的耐老化性能有所提升，这可能是由于合金中AES含量较高且相态分散较好，材料老化性能较好。
对比例1、2与实施例1对比可以看出，选择具有较高或较低熔融指数的AES树脂，制备得到的AES/PBAT合金材料的光泽度和光泽度保持率均较差，这可能是由于合金中AES和PBAT两相态分散较差。
对比例3、4与实施例1对比可以看出，选择特性粘度较高或较低的PBAT树脂，制备得到的AES/PBAT合金材料的光泽度较差，这可能是由于：PBAT树脂的特性粘度较高或较低，均会导致材料在加工过程中，AES树脂与PBAT树脂的相态结构不稳定，材料的光泽度较差。
对比例5、6与实施例1对比可以看出，PBAT树脂的含量过低或者过高，制备得到的AES/PBAT合金材料的光泽度较差，这可能是由于：含量过高，PBAT相态团聚局部反光较弱整体光泽度较差，同时光泽度保持率较低；含量过低，无法起到增强合金材料的流动性和光泽度的效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
Figure FDA0002853093190000011
其中，PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g；
所述AES树脂在220℃、10kg条件下的熔融指数为20～30g/10min。
2.根据权利要求1所述高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述PBAT树脂的特性粘度为2.2～2.5dl/g。
3.根据权利要求1所述高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述成核剂为纳米蒙脱土或纳米滑石粉中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述高光高流动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、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混合。
5.根据权利要求1所述高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述高光高流动AES/PBAT合金材料还含有添加剂，所述添加剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述高光高流动AES/PBAT合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述高光高流动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、PP蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种的组合。
9.权利要求1～8任一项所述高光高流动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、成核剂、相容剂和添加剂均匀混合后，得到混合料；
S2.将步骤S1得到的混合料经熔融共混挤出后，冷却即得所述高光高流动AES/PBAT合金材料。
10.权利要求1～8任一项所述高光高流动AES/PBAT合金材料在制备户外家用电器产品中的应用。
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