CN112795128B - 一种长效abs树脂防光氧老化高浓度母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

一种长效abs树脂防光氧老化高浓度母粒及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，按质量份计，所述母粒的原料包括如下组分：ABS高胶粉40‑70份；光稳定剂10‑20份；埃洛石纳米管4‑10份。所述母粒贮存稳定性好，添加到树脂基体中后，能够极大的延长对制品抗光氧老化的保护。本发明还公开了该母粒的制备方法及应用。

Description

一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及聚合物加工和改性技术领域。更具体地，涉及一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒及其制备方法和应用。
背景技术
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚物，AS在体系中为连续相，聚丁二烯(PB)为分散相。其中，丙烯晴赋予材料高强度，耐化学腐蚀性和硬度，苯乙烯相能够保证材料具有良好的加工流动性及表面光泽性，而PB相能够提供树脂良好的韧性和抗冲击性。因此，ABS具有优良的综合性能，且价格便宜，其广泛用于制作家电壳体、汽车零部件、玩具等。
ABS基体中PB相中含有不饱和双键，容易在光氧的作用下发生老化，因此ABS的家电壳体等易发生变黄得现象。对此，大多数厂家选择添加抗氧剂，光稳定剂等，其总添加量一般为0.5％到1％，通常以ABS树脂制成浓度约在15-20％的母粒添加到制品树脂基体中，保证助剂分散的均匀性，但是还是存在防老化效果不够的现象。究其原因，一是以ABS树脂制备的抗光氧助剂母粒不能对PB相进行有效的保护；二是抗光氧助剂属于小分子添加剂，且极性较强，容易在极性较弱的树脂基体中析出，无法进行长效性的防老化的保护；三是制备的助剂母粒浓度过低，会大幅增加制品的加工成本，且助剂容易在母粒贮存过程中发生析出。
发明内容
基于以上事实，本发明目的在于提供一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒。该母粒稳定性好，可具有高的助剂浓度，在贮存过程中不会发生析出；制备得到的母粒可针对性保护易发生光氧老化的PB分散相，并逐渐缓释到AS连续相中，形成系统且长效的防护效果，因此添加较少量的该母粒，即可极大的延长制品的抗光氧老化的性能。
一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，按质量份计，所述母粒的原料包括如下组分：
ABS高胶粉 40-70份；
光稳定剂 10-20份；
埃洛石纳米管 4-10份。
本发明技术方案中，能够保证助剂优先存在容易光氧老化的PB相中，并会在制品加工和使用过程迁移至AS连续相中，进而对整个体系进行优良的综合保护；其次，埃洛石纳米管表面含有大量的羟基，极性助剂因物理吸附和毛细作用，并且受熔体剪切和挤压作用下，形成高浓度抗光氧助剂填充的埃洛石结构，得到高浓度的ABS抗光氧助剂母粒，并在制品中缓慢释放，延长对制品得防光氧保护。
埃洛石纳米管(HNTs)为多片层的高岭土卷曲而成的中空纳米管，其化学式为(Al2Si2O5(OH)4.nH2O)。
进一步地，所述埃洛石纳米管的内径为15-20nm，长度为600-1000nm。
进一步地，所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述ABS高胶粉中丁二烯的质量百分含量为45-65％，熔体流动速率为48～55g/10min。
进一步地，所述光稳定剂选自癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(HALS 770)、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}(HALS 944)、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二醛基己二胺(HALS 4050)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)酯(HALS 622)中的一种或几种。
进一步地，所述原料中还包括其它种类光氧稳定剂。可以理解，该助剂不包含如上所述的光稳定剂。
进一步地，所述其它种类光氧稳定剂包括紫外线吸收剂、抗氧剂中的一种或几种。
进一步地，所述紫外线吸收剂选自2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑(UV 328)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚(UV 1577)、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑(UVP)中的一种或几种，按重量份计，所述母粒的原料中紫外线吸收剂添加量为1-15份。
进一步地，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(AO 1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(AO 1076)、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](AO 245)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸(AO168)中的一种或几种，按重量份计，所述母粒的原料中抗氧剂添加量为1-15份。
进一步地，按重量份计，所述母粒的原料包括如下组分：
Figure BDA0002271118270000021
进一步地，按重量份计，所述母粒的原料包括如下组分：
Figure BDA0002271118270000022
进一步地，上述原料中，2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑的重量份优选为1-5份、2-5份、5-10份等。
进一步地，上述原料中，2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚的重量份优选为1-6份、1-5份等。
进一步地，上述原料中，十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯的重量份优选为1-5份、3-5份等。
进一步地，上述原料中，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸的重量份优选为1-10份、5-10份等。
进一步优选地，上述原料中，质量份均是基于该母粒原料总质量份为100份。
本发明提供一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒的制备方法，该方法包括如下步骤：
将包括ABS高胶粉、光稳定剂和埃洛石纳米管的原料混合均匀，再经挤出、造粒，得所述长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒。
进一步地，所述挤出在双螺杆挤出机中进行，各段工艺温度为一区60-80℃，二区90-110℃，三区150-170℃，四区180-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，机头温度190-210℃。
进一步地，所述原料中，ABS高胶粉及HNTs置于干燥机内进行80℃烘干2小时后，再进行混合。
为达到上述第三个目的，本发明提供一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒在塑料制品的制备中的应用。
进一步地，所述母粒用于以ABS树脂为基体树脂的塑料制品中。
进一步地，所述母粒在基体树脂中的质量分数为1-5％。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒的技术方案中，通过对原料的选择及原料各组分添加量的控制，使得得到的母粒中的诸如光稳定剂等助剂具有高的浓度，同时该母粒的结构稳定，贮存时间长，没有或很少有助剂析出的问题发生；其次，将该母粒应用于ABS树脂基体中时，可针对性保护易发生光氧老化的PB分散相，并逐渐缓释到AS连续相中，形成系统且长效的防护效果，在添加较少量的该母粒，即可极大的延长制品的抗光氧老化的性能。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒的制备方法，包括如下步骤：
1)按表1所示配方称量好原料，并将ABS高胶粉及HNTs置于干燥机内进行80℃烘干2小时；
2)将各组分原料置于混合机内进行充分混合均匀，并投入双螺杆挤出造粒机中进行造粒，各段工艺温度为一区60℃，二区90℃，三区150℃，四区180℃，五区200℃，六区200℃，机头温度190℃。
实施例2-4
重复实施例1，区别在于，原料配方分别与实施例1不同，具体如表1所示。
对比例1-3
重复实施例1，区别在于，原料配方分别与实施例1不同，具体如表1所示。
表1各实施例及对比例原料配方
Figure BDA0002271118270000041
试验例1前述各实施例及对比例得到的母粒的稳定性测试：
分别将前述各实施例及对比例得到的母粒于室温下存放90天，得到的结果为：各实施例中得到的母粒表面均无明显油状小分子析出，且母粒无明显结块现象，贮存稳定性好；对比例1的母粒无法挤出成条，说明即使添加了埃洛石纳米管吸附，但少量ABS树脂无法包含过多的小分子助剂；对比例2在同样条件下存放90天后无明显小分子析出现象，但低浓度的助剂母粒无疑给下游制品厂家增加了生产成本，物流运输成本等；对比例3明显的油状小分子析出，其包装袋表面有浓厚的油状小分子析出痕迹。
试验例2将前述各实施例及对比例得到的母粒在ABS制品树脂中的应用：
将前述各实施例及对比例的母粒按如下表2所示的添加比例加入ABS树脂基体中，添加量均按母粒占ABS树脂基体重量的分数计算，按照GB/T 16422.3 1A型测试进行光氧老化测试，测试时间为1000h。对比色差结果如下表2所示，对比色差越小，说明其耐光氧老化效果越好。可知，上述各实施例制备得到的母粒能够大幅延长制品抗光氧老化的效果，且添加少量的该母粒，也可使制品获得较高的抗光氧老化的性能。
表2各实施例及对比例原料配方
Figure BDA0002271118270000042
Figure BDA0002271118270000051
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，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (12)

1.一种长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，按质量份计，所述母粒的原料由如下组分组成：
Figure FDA0004050866430000011
2.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述埃洛石纳米管的内径为15-20nm，长度为600-1000nm。
3.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述ABS高胶粉中丁二烯的质量百分含量为45-65％，熔体流动速率为48-55g/10min。
4.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述光稳定剂选自癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二醛基己二胺、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒，其特征在于，按重量份计，所述母粒的原料包括如下组分：
Figure FDA0004050866430000012
8.如权利要求1-7任一项所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将包括ABS高胶粉、光稳定剂和埃洛石纳米管的原料混合均匀，再经挤出、造粒，得所述长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述挤出在双螺杆挤出机中进行，各段工艺温度为一区60-80℃，二区90-110℃，三区150-170℃，四区180-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，机头温度190-210℃。
10.如权利要求1-7任一项所述的长效ABS树脂防光氧老化高浓度母粒在塑料制品的制备中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述母粒用于以ABS树脂为基体树脂的塑料制品中。
12.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述母粒在基体树脂中的质量分数为1-5％。
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