CN112759897A - 一种acs/pbat合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种acs/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ACS/PBAT合金材料及其制备方法和应用功能，所述ACS/PBAT合金材料包括如下按重量份的计算的组分：ACS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；加工助剂0～6份；所述ACS树脂的特性粘度为3.0～3.8dl/g，所述PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g。所述合金材料具有高韧性和耐化学试剂性能，常温缺口冲击强度大于45KJ/m2，应力开裂时间大于3600s；能够应用于制备户外工具制品。

Description

一种ACS/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ACS/PBAT合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
ACS树脂是氯化聚乙烯橡胶增韧丙烯腈-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，而氯化聚乙烯橡胶不含有丁二烯的双键结构具有较好的耐候性和阻燃性，弥补了ABS树脂的性能缺陷，可广泛应用于家用电器、电子电器、建材工具、汽车交通等产品领域。但ACS树脂本身的冲击韧性和延展性能一般，为了弥补这一不足，常规做法是不断增加氯化聚乙烯橡胶的含量，但这会导致材料的流动性、韧性和热稳定性不断下降且耐化学溶剂腐蚀性能差。
目前，中国专利(CN103497497A)公开了一种采用ACS树脂和聚碳酸酯制备得到的合金材料，但主要是提高其阻燃性能，其耐化学性能和韧性不能得到有效提升。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的不耐化学试剂、韧性不足的缺陷，提供一种ACS/PBAT合金材料。
本发明的另一目的在于提供所述ACS/PBAT合金材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述ACS/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ACS/PBAT合金材料，包括如下按重量份的计算的组分：
Figure BDA0002821873060000011
所述ACS树脂的特性粘度为3.0～3.8dl/g，所述PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g。
发明人经过大量实验发现，采用特定粘度的ACS树脂和特定粘度的PBAT树脂，使制备得的复合物不仅具有超高冲击强度而且还具有耐化学试剂性能。其中，ACS树脂和PBAT树脂的粘度在上述范围内，能够使分散相和连续相存在合适的粘度差，促使合金材料在成型过程中形成“皮-芯”结构，粘度较低的PBAT富集在表层，由于PBAT为结晶型特性，其晶格的致密性可有效抵御化学试剂的侵蚀，使制得的复合物具有优异的抗化学溶剂腐蚀性能；由于表层PBAT具有柔软的脂肪链，在受到外部冲击时起到良好的吸能作用，芯层ACS具备一定刚性，可以在合金材料受外部冲击时提供支撑，同时在相容剂改善两项界面相容性和增韧剂提高合金材料韧性的共同作用下，合金材料获得很高的冲击强度。
所述ACS树脂和PBAT树脂的特性粘度均按照GB/T 1632-93标准方法测试。
更优选地，所述合金材料包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002821873060000021
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，所述相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯或苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物中的一种。
优选地，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂或热稳定剂中至少一种。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂中的一种。
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。
优选地，所述热稳定剂为硫醇甲基锡、丁基锡、钙锌稳定剂、马来酸甲基锡中的至少一种。
本发明还提供所述ACS/PBAT合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将ACS树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂和加工助剂均匀混合后，得到预混料；
S2.在双螺杆挤出机上进行熔融、共混、挤出，加工得到所述ACS/PBAT合金材料。
所述双螺杆挤出机的转速为50rpm～600rpm，所述螺杆挤出机的加工温度为：1～2区温度为120℃～190℃，3～5区温度为200℃～230℃，6～10区温度为200℃～230℃。
所述加工为水下切粒、烘干。
所述ACS/PBAT合金材料在制备户外用具制品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种ACS/PBAT合金材料，采用特定粘度的ACS树脂和PBAT树脂形成一种“皮-芯”结构，制备得到的合金材料具有高韧性和耐化学试剂性能，常温缺口冲击强度大于45KJ/m2，应力开裂时间大于3600s；能够应用于制备户外用具制品。
附图说明
图1为耐环境应力开裂性能测试夹具；
图2为实施例1的SEM图。
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：
ACS树脂A：特性粘度为3.0dl/g，C-130，杭州科利化工股份有限公司
ACS树脂B：特性粘度为3.2dl/g，GW-160，宁波镇洋化工发展有限公司
ACS树脂C：特性粘度为3.8dl/g，GW-180，宁波镇洋化工发展有限公司
ACS树脂D：特性粘度为4.0dl/g，GW-180，宁波镇洋化工发展有限公司
ACS树脂E：特性粘度为2.0dl/g，NF900，昭和油化制作所
PBAT树脂A：特性粘度为2.0dl/g，A400，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂B：特性粘度为2.5dl/g，A401，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂C：特性粘度为2.8dl/g，A402，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂D：特性粘度为3.5dl/g，A300，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂E：特性粘度为1.0dl/g，A600，珠海万通化工有限公司
增韧剂A：乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物，SAG-002，南通日之升高分子新材料科技有限公司
增韧剂B：乙烯-缩水甘油酯，LOTRYL 24MA005，阿科玛化学有限公司
增韧剂C：乙烯丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物，PTW，杜邦公司
成核剂：纳米滑石粉，HTPUltra5L，辽宁艾海意米矿业有限公司
相容剂：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
加工助剂：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ACS/PBAT合金材料，按照表1～3的重量比称取各组分；具体步骤如下：
S1.将ACS树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂和加工助剂均匀混合后，得到预混料；
S2.在双螺杆挤出机上进行熔融、共混、挤出，加工得到所述ACS/PBAT合金材料。
所述双螺杆挤出机的转速为50rpm～600rpm，所述螺杆挤出机的加工温度为：1～2区温度为120℃～190℃，3～5区温度为200℃～230℃，6～10区温度为200℃～230℃。
实施例1～8
表1实施例1～8的配方(份)
Figure BDA0002821873060000041
Figure BDA0002821873060000051
实施例9～16
表2实施例9～16的配方(份)
Figure BDA0002821873060000052
对比例1～6
表3对比例1～6的配方(份)
Figure BDA0002821873060000053
Figure BDA0002821873060000061
将上述实施例和对比例制备得到的ACS/PBAT合金材料进行以下性能测试，测试所参照标准和方法如下：
缺口冲击强度：按照ISO 180-2001标准进行测试，缺口类型为A型；
耐化学溶剂测试：按照BS EN ISO 22088-3-2006标准进行测试，应力开裂时间的测试溶剂为冰醋酸(>99％)，测试夹具挠度为2.54cm。
表4实施例和对比例的测试数据
Figure BDA0002821873060000062
Figure BDA0002821873060000071
从实施例1～5看，随着PBAT树脂含量的增加，PBAT优异的抗冲击性能得以体现，合金材料的常温冲击性能不断提高；另外，图2是实施例1制备得到的复合材料的SEM图，从图2可以明显看出形成了一种“皮-芯”结构。
从实施例3和6～8看，随着ACS树脂含量的增加，合金材料的常温冲击性能呈下降趋势。
从实施例3和9～10看，选择不同特性粘度的ACS树脂，由于两相材料具有合适的粘度差，使两相在保持适当的相容性前提下形成“皮-芯”结构，粘度较低的PBAT富集在表层，由于PBAT为结晶型特性，其晶格的致密性可有效抵御化学试剂的侵蚀，使合金材料具有优异的抗化学溶剂腐蚀性能，同时也获得很好的常温冲击性能。
从实施例3和11～12看，选择不同特性粘度的PBAT树脂，粘度在2.0-2.8dl/g范围内，也能达到上述效果。
从实施例13和14看，在合金材料中添加了加工助剂，也能达到上述效果。
从实施例15和16看，选择不同种类的增韧剂，也能实现上述效果。
从对比例1～4看，当选择ACS树脂的特性粘度不在3.0～3.8dl/g范围内，或者PBAT树脂的特性粘度不在2.0～2.8dl/g范围内时，两相粘度差异太小，不利于形成“皮-芯”结构，耐化学溶剂腐蚀能力差；两相粘度差异太大，其相容性很差，相态结构不稳定，常温冲击性能很差，而且也不利于形成稳定的皮芯结构，耐化学溶剂腐蚀能力变弱。
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ACS/PBAT合金材料，其特征在于，包括如下按重量份的计算的组分：
Figure FDA0002821873050000011
所述ACS树脂的特性粘度为3.0～3.8dl/g，所述PBAT树脂的特性粘度为2.0～2.8dl/g。
2.如权利要求1所述ACS/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、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。
3.如权利要求1所述ACS/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。
4.如权利要求1所述ACS/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或苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物中的一种。
5.如权利要求1所述ACS/PBAT合金材料，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂或热稳定剂中至少一种。
6.如权利要求5所述ACS/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脂类抗氧剂中的一种。
7.如权利要求5所述ACS/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。
8.如权利要求5所述ACS/PBAT合金材料，其特征在于，所述热稳定剂为硫醇甲基锡、丁基锡、钙锌稳定剂、马来酸甲基锡中的至少一种。
9.如权利要求1～8任一项所述ACS/PBAT合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将ACS树脂、PBAT树脂、增韧剂、成核剂、相容剂和加工助剂均匀混合后，得到预混料；
S2.在双螺杆挤出机上进行熔融、共混、挤出，加工得到所述ACS/PBAT合金材料。
10.权利要求1～8任一项所述ACS/PBAT合金材料在制备户外用具制品中的应用。
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