CN112795129A - 一种具有静音功能的abs组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有静音功能的ABS组合物及其制备方法和应用。ABS组合物以重量份数计，包括如下组分：50份～90份ABS树脂；3份～15份增韧剂；1份～10份低表面能组分；0.5份～5份润滑剂；0.1份～0.5份抗氧剂，其中，ABS树脂为丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯接枝共聚物或丙烯腈‑丁二烯‑a甲基苯乙烯接枝共聚物，按重量计，ABS树脂中的非极性丁二烯单体含量≥18％。本发明的ABS组合物可以将噪音降至50～60dB左右，相对于普通ABS树脂有明显改善，可以有效降低其注塑制件导致的各种异响，缺口冲击强度、拉伸轻度等力学性能也能维持在较高水平，可以很好地满足相关家电、电子电器、电动工具和汽车制备领域中的应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种具有静音功能的ABS组合物及其制备方法和应用。
背景技术
塑料广泛应用于家电、电子电器、电动工具和汽车等领域，但是由于环境温度的改变、装配或受力等情况下塑料制件本身会发出“吱呀”等令人不快的噪音，影响客户的使用体验。目前为了解决这一问题，常见的解决办法包括在装配过程中贴加绒布、橡胶或涂抹油脂等成分。虽然这些方法可以在一定程度上起到降低噪音的作用，但是其工序复杂，人力成本高，且随着时间的推移，效果难以保证。
ABS作为一种在家电领域广泛应用的通用聚合物，噪音问题也非常突出。随着人们生活品质的提高，“安静”已经成为高品质产品的基本特征之一，因此具有显著的技术和市场价值。现有技术中关于ABS降噪的研究中，CN106751687A公开了一种降噪消音的PC/ABS合金材料及其制备方法，PC/ABS合金材料包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂40～75，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂15～55，高阻尼硅橡胶5～20，抗氧剂0.1～1，润滑剂0.1～1份，将原料加入混合搅拌机中进行混合；然后将所得混合物通过失重式喂料机喂入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机共混造粒得到降噪消音PC/ABS合金材料。上述降噪消音的PC/ABS合金材料主要是通过引入高阻尼硅橡胶提高PC/ABS合金的黏弹特性，提高材料的阻尼系数来降低PC/ABS塑料制件发生噪声的风险，达到降噪消音的目的。
现有技术中多通过加入额外的降噪组分来提高材料的阻尼系数以达到降噪的效果，会带来额外的工序和成本。而已有技术方案是通过硅橡胶等高阻尼组分实现材料降噪，该方案不但造价很高，还会存在表面发粘或分层等技术问题，使材料无法实际应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有ABS塑料材料在使用中存在噪音问题的缺陷和不足，提供一种具有静音功能的ABS组合物，通过ABS本身的优化即可实现ABS塑料的降噪消音，同时具备良好的力学性能。
本发明的另一目的在于提供一种具有静音功能的ABS组合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种一种具有静音功能的ABS组合物在家电、电子电器、电动工具和汽车制备领域中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种具有静音功能的ABS组合物，以重量份数计，包括如下组分：
50份～95份ABS树脂；3份～15份增韧剂；1份～10份低表面能组分；0.5份～5份润滑剂；0.1份～0.5份抗氧剂，
其中，ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或丙烯腈-丁二烯-a甲基苯乙烯接枝共聚物，按重量计，ABS树脂中的非极性丁二烯单体含量≥18％。
其中需要说明的是：
本发明的ABS树脂通过本领域熟知的方法接口制备得到，例如可以通过乳液法或者溶液法制备得到。
ABS树脂与地表面能组分如果相容性不好会有分层问题而丧失使用价值，为了实现与低表面能组分较好的相容性，本发明的ABS树脂中的非极性的丁二烯单体含量按重量计需≥18％。
本发明的增韧剂为ABS高胶粉、丙烯酸酯类增韧剂、有机硅类增韧剂、乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物、SEBS、马来酸酐接枝的SEBS、SBS和马来酸酐接枝的SBS中的一种或几种。
本发明的润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE蜡、PP蜡、ABS蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种的混合，具体如乙烯基双硬脂酰胺EBS。
本发明的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂中的一种或几种的复配物，具体如抗氧剂1010、抗氧剂168等。
本发明通过优化ABS树脂的二烯烃含量改善与低表面能组分的相容性，通过在ABS基体中引入低表面能成分，降低材料表面的相互摩擦和作用，从而获得了具有静音功能的ABS组合物。本发明的其噪音性能相对于普通ABS树脂有明显改善，可以有效降低其注塑制件导致的各种异响，具有显著的技术和市场价值。
且本发明通过少量添加低表面能组分即实现了材料降噪功能，低表面能组分价格较低来源广泛，且少量添加结合数值优化又可以有效避免分层问题，因此具备实用价值。
优选地，以重量份数计，包括如下组分：
50份～90份ABS树脂；3份～15份增韧剂；1份～10份低表面能组分；0.5份～5份润滑剂；0.1份～0.5份抗氧剂。
优选地，按重量计，ABS树脂中的非极性丁二烯单体含量≥22％。
优选地，所述低表面能组分的表面张力≤33达因。
低表面能组分的作用在于降低塑料制件表面的“粘-滑”现象，从而降低由此导致的噪音，因此，该组分室温条件下的表面张力需≤33达因。
塑料噪音由“粘-滑”产生，在塑料挤压或碰撞过程中，塑料先是“粘住”的，受到外力不会立即“滑动”，当达到一定力矩后突然的“滑动”导致材料振动而产生噪音，因此通过控制表面张力可以改善表面情况，尽可能降低不顺畅滑动，从而降低噪音的产生。
优选地，所述低表面能组分的表面张力为27～29达因。
优选地，所述低表面能组分为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种。本发明优选的低表面能组分的表面张力较小。
同时，本发明还具体保护一种具有静音功能的ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将ABS树脂、增韧剂、低表面能组分、润滑剂和抗氧剂均匀混合后，熔融共混挤出，经过水下切粒、烘干后，得到所述具有静音功能的ABS组合物。
优选地，所述熔融共混挤出的加工温度为120℃～280℃，转速为50rpm～600rpm。
本发明的熔融共混挤出的挤出机械装置可以为双螺杆挤出机、密炼机等。
优选地，所述熔融共混挤出通过双螺杆挤出机，其一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～280℃，五至十区温度为200℃～240℃，螺杆转速为350rpm～450rpm。
上述具有静音功能的ABS组合物在家电、电子电器、电动工具和汽车制备领域中的应用也在本发明的保护范围之内。
本发明的ABS组合物可以将噪音降至50～60dB左右，噪音性能相对于普通ABS树脂有明显改善，可以有效降低其注塑制件导致的各种异响，可以广泛应用于对降噪消音有较高要求的家电、电子电器、电动工具和汽车等领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种具有静音功能的ABS组合物，通过优化ABS树脂的二烯烃含量来改善与低表面能组分的相容性，从而在ABS基体中更好地引入特定配比的低表面能成分，有效降低材料表面的相互摩擦和作用，从而获得了具有静音功能的ABS组合物。
本发明的ABS组合物可以将噪音降至50～60dB左右，相对于普通ABS树脂有明显改善，可以有效降低其注塑制件导致的各种异响，缺口冲击强度、拉伸轻度等力学性能也能维持在较高水平，可以很好地满足相关家电、电子电器、电动工具和汽车制备领域中的应用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
本发明的实施例和对比例中各原料组分说明如下：
ABS树脂为实验合成的样品，数均分子量为9.6×104～11.0×104。ABS-1的非极性丁二烯单体含量为23％，ABS-2的非极性丁二烯单体含量为16％；ABS-3的非极性丁二烯单体含量为18％；
增韧剂为巴陵石化的SBS YH-792E；
低表面能组分为茂名石化的LLDPE DFDA-7042或PP HHP4，LLDPE DFDA-7042表面张力为27达因，PP HHP4表面张力为28达因；
抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂168；
润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺EBS B50。
各指标性能的检测方法具体如下：
缺口冲击强度按照ISO 18:2000准进行测试，缺口类型为A型；
拉伸强度按照ISO 527:2012标准进行测试，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度按照ISO 178:2010标准进行测试，弯曲速率为2mm/min；
热变形温度(HDT)按照ISO 75:2013标准进行测试，负载为1.8MPa；
噪音的评价：将一块10cm*10cm的塑料板至于试验机平台，另一塑料板与其呈75°角竖直放置，并在竖直放置的塑料板上再加上2kg的负载。开动电机使竖直塑料板进行往复运动，同时用声波传感器记录具体的噪音数值。
实施例1～6
一种具有静音功能的ABS组合物，以重量份数计，包括如下表1所示组分。
具有静音功能的ABS组合物的制备方法具体如下：
按表1配比将各组分均匀混合，在双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，经过水下切粒、烘干后得到ABS/聚酯合金材料，性能测试结果如表2所示；其中，双螺杆挤出机一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～280℃，五至十区温度为200℃～240℃，螺杆转速为350rpm～450rpm。
表1.
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| ABS(丁二烯含量23％) | 91 | 89 | 85 | 85 | 90 | |
| ABS(丁二烯含量18％) | 89 | |||||
| 低表面能组分LLDPE | 4 | 6 | 5 | 6 | ||
| 低表面能组分PP | 10 | 5 | ||||
| 增韧剂SBS | 5 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| EBS B50 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
对比例1～4
一种ABS组合物，以重量份数计，包括下表2所示组分。
对比例1～4的ABS组合物的制备方法具体如下：
按表1配比将各组分均匀混合，在双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，经过水下切粒、烘干后得到ABS/聚酯合金材料，性能测试结果如表2所示；其中，双螺杆挤出机一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～280℃，五至十区温度为200℃～240℃，螺杆转速为350rpm～450rpm。
表2.
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| ABS(丁二烯含量23％) | 90 | 90 | 90 | |
| ABS(丁二烯含量16％) | 90 | |||
| 低表面能组分LLDPE | 0.5 | 15 | 5 | |
| 低表面能组分PP | ||||
| 增韧剂SBS | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| EBS B50 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
检测结果
上述实施例和对比例的检测结果详见下表3。
表3.实施例及对比例性能测试结果
从表1的对比例1和2可知，普通ABS和添加少量低表面能组分的ABS在测试过程中均会产生很高的噪音，几乎没有降噪效果。由比例3可知，而低表面能组分过量添加会产生严重的相容性问题，导致材料失去使用性能。由对比例4可知，ABS树脂中的非极性的丁二烯单体含量偏低也会导致组合物出现相容性问题，不但性能有明显下降，低表面能组分也会由于相容性不佳导致分布不均，从而影响降噪效果。而由本发明实施例1-3可以发现，依据本发明制备的ABS组合物材料可以显著降低材料的发声水平，实施例4-5表明，低表面能组分PP也有较好降噪效果，并且更具性价比优势。
本发明通过优化ABS树脂的二烯烃含量改善与低表面能组分的相容性，通过一定的方法在ABS基体中引入低表面能成分，降低材料表面的相互摩擦和作用，从而获得了具有静音功能的ABS组合物。其噪音性能相对于普通ABS树脂有明显改善，可以有效降低其注塑制件导致的各种异响，具有显著的技术和市场价值。
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。凡在本发明的基础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)
1.一种具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
50份～95份ABS树脂；3份～15份增韧剂；1份～10份低表面能组分；0.5份～5份润滑剂；0.1份～0.5份抗氧剂，
其中，ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或丙烯腈-丁二烯-a甲基苯乙烯接枝共聚物，按重量计，ABS树脂中的非极性丁二烯单体含量≥18％。
2.如权利要求1所述具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
70份～95份ABS树脂；3份～15份增韧剂；2份～8份低表面能组分；0.5份～5份润滑剂；0.1份～0.5份抗氧剂。
3.如权利要求1所述具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，按重量计，ABS树脂中的非极性丁二烯单体含量≥22％。
4.如权利要求1所述具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，所述低表面能组分的表面张力≤33达因。
5.如权利要求4所述具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，所述低表面能组分的表面张力为27～29达因。
6.如权利要求4所述具有静音功能的ABS组合物，其特征在于，所述低表面能组分为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯中的一种或几种。
7.一种权利要求1～6任意一项所述具有静音功能的ABS组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将ABS树脂、增韧剂、低表面能组分、润滑剂和抗氧剂均匀混合后，熔融共混挤出，经过水下切粒、烘干后，得到具有静音功能的ABS组合物。
8.如权利要求7所述具有静音功能的ABS组合物的制备方法，其特征在于，所述熔融共混挤出的加工温度为120℃～280℃，转速为50rpm～600rpm。
9.如权利要求7所述具有静音功能的ABS组合物的制备方法，其特征在于，所述熔融共混挤出通过双螺杆挤出机，其一至二区温度为120℃～190℃，三至五区温度为200℃～280℃，五至十区温度为200℃～240℃，螺杆转速为350rpm～450rpm。
10.权利要求1～6任意一项所述具有静音功能的ABS组合物在家电、电子电器、电动工具和汽车制备领域中的应用。
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