CN113831657B - 一种abs/ps组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种ABS/PS组合物及其制备方法，其由100份PS、50‑70份ABS、10‑30份玻璃纤维、10‑15份滑石粉、5‑10份POE‑g‑MAH、0.5‑1份抗氧剂、3‑5份硅烷偶联剂KH‑792和1‑2份钛酸酯偶联剂ZJ‑38S按照重量份制备而成。该ABS/PS组合物的力学性能非常优异。

Description

一种ABS/PS组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种ABS/PS组合物及其制备方法。

背景技术

PS(聚苯乙烯)一般为头尾结构，主链为饱和碳链，侧基为共轭苯环，使分子结构不规整，增聚苯乙烯材料性能大了分子的刚性，使PS成为非结晶性的线型聚合物。由于苯环存在，PS具有较高的Tg(80～105℃)，所以在室温下是透明而坚硬的，由于分子链的刚性，易引起应力开裂。聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。

ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)工程塑料外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18～20，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用：ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。

PS/ABS组合物中含有玻璃纤维与粉体填充物时，各相的界面结合能力较差，体系中加入KH550、KH570等常用的偶联剂效果并不突出。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种ABS/PS组合物及其制备方法，在添加有玻璃纤维和粉体填充物中的ABS/PS组合物体系中加入硅烷偶联剂KH-792和钛酸酯偶联剂ZJ-38S，从而提升了各相的界面结合力，使得ABS/PS组合物的力学性能得到大幅提升，解决了当ABS/PS组合物中含有玻璃纤维与粉体填充物时，本领域常用的KH550、KH570等偶联剂无法改善各相的界面结合力差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明中首先提供了一种ABS/PS组合物，其由100份PS、50-70份ABS、10-30份玻璃纤维、10-15份滑石粉、5-10份POE-g-MAH、0.5-1份抗氧剂、3-5份硅烷偶联剂KH-792和1-2份钛酸酯偶联剂ZJ-38S按照重量份制备而成。

进一步的，以质量分数计，所述ABS中丙烯腈含量25％，苯乙烯含量55％。

进一步的，所述PS在200℃、5kg条件下的熔体流动速率为1-10g/10min。

进一步的，所述玻璃纤维为短切无碱玻纤，其长度为2-6mm。

进一步的，所述滑石粉的细度为1000-2000目。

进一步的，所述POE-g-MAH在230℃、2.16kg的熔融指数为1-5g/10min。

进一步的，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯对苯二胺按照质量比1:1的混合，可以理解的是，这里的混合可以是本领域常规的机械共混，只要混合均匀即可，因此，这里不再具体阐述。

本发明还提供了一种如前所述的ABS/PS组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照配比称取PS、ABS、滑石粉、POE-g-MAH、抗氧剂、硅烷偶联剂KH-792、钛酸酯偶联剂ZJ-38S充分混合后，得到均匀的混合物料，可以理解的是，这里基体和助剂的混合过程为本领域常规的方式，如机械共混等，其具体的转速、混合时间等可以不做具体的限定，只要能实现混合均匀的目的即可；

将所述混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得所述ABS/PS组合物。

进一步的，双螺杆挤出机的加工温度根据不同的基体和助剂的选择有所不同，本领域技术人员可以根据需要进行调整，因此，可不做具体的限定，在本发明的一些具体的实施方式中，所述双螺杆挤出机的加工温度为180-240℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明ABS/PS组合物中含有玻璃纤维与粉体填充物，加入硅烷偶联剂KH-792与钛酸酯偶联剂ZJ-38S复配后，各相的界面结合能力强，力学性能优异，产品的力学性能均有大幅的提高。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以下实施例和对比例中采用的助剂具体信息为：

ABS采购自中国台湾省奇美，牌号pw-957，丙烯腈含量25％，苯乙烯含量55％(质量份数)；PS采购自上海赛科，牌号HIPS-622P；玻璃纤维采购自泰山玻璃纤维有限公司，短切无碱玻纤，平均长度2-6mm；滑石粉的细度为1250目，采购自平度市天一制粉有限公司；POE-g-MAH的熔融指数(230℃，2.16Kg)：2.6g/10min，牌号SH-120A，金华胜浩橡塑有限公司；抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比1:1的混合。各实施例及对比例中偶联剂生产商均为广州市中杰新材料有限公司。

需要特别说明的是，本发明实施例和对比例中的基体或助剂型号仅用于举例，使得本发明的实施方式更加清楚，并不用于限定本发明的保护范围，本领域其他同种类或类似的助剂也可以用于本发明的技术方案中，这里不再一一举例。

实施例1

按照重量份称取100份PS、50份ABS、10份滑石粉、5份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和3份硅烷偶联剂KH-792、1份钛酸酯偶联剂ZJ-38S充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将10份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

实施例2

按照重量份称取100份PS、70份ABS、15份滑石粉、10份POE-g-MAH、1抗氧剂和5份硅烷偶联剂KH-792、2份钛酸酯偶联剂ZJ-38S充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将30份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

实施例3

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和4份硅烷偶联剂KH-792、2份钛酸酯偶联剂ZJ-38S充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

对比例1

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和6份硅烷偶联剂KH-550充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

对比例2

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和6份硅烷偶联剂KH-792充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

对比例3

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和6份硅烷偶联剂A-151充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

对比例4

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和6份钛酸酯偶联剂ZJ-38S充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

对比例5

按照重量份称取100份PS、60份ABS、12份滑石粉、8份POE-g-MAH、0.5抗氧剂和6份钛酸酯偶联剂ZJ-201充分混合后，得到均匀的混合物料；将所述混合物料从主喂料口加入，将20份玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得所述ABS/PS组合物。

其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180℃、190℃、200℃、200℃、220℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃。性能测试结果见表1。

表1实施例和对比例中ABS/PS组合物的性能测试结果

注：表1中各性能测试所采用的测试样条为：

拉伸样条型号为(170.0±5.0)mm×(13.0±0.5)mm×(3.2±0.2)mm，拉伸速率50mm/min；

所用弯曲样条型号为(125.0±5.0)mm×(13.0±0.5)mm×(3.2±0.2)mm，弯曲速率1.25mm/min；

所用悬臂梁缺口冲击强度样条型号为：(125.0±5.0)mm×(13.0±0.5)mm×(3.2±0.2)mm，缺口用机械加工，缺口深度(2.6±0.2)mm。

根据表1中的测试结果可以看出，本发明中采用硅烷偶联剂KH-792和钛酸酯偶联剂ZJ-38S复配使用，具有协同增效的效果，比其他偶联剂效果更加优异，取得了意料不到的技术效果，产品的力学性能均有大幅的提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种ABS/PS组合物，其特征在于，其由100份PS、50-70份ABS、10-30份玻璃纤维、10-15份滑石粉、5-10份POE-g-MAH、0.5-1份抗氧剂、3-5份硅烷偶联剂KH-792和1-2份钛酸酯偶联剂ZJ-38S按照重量份制备而成。

2.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，以质量分数计，所述ABS中丙烯腈含量25％，苯乙烯含量55％。

3.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，所述PS在200℃、5kg条件下的熔体流动速率为1-10g/10min。

4.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，所述玻璃纤维为短切无碱玻纤，其长度为2-6mm。

5.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，所述滑石粉的细度为1000-2000目。

6.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，所述POE-g-MAH在230℃、2.16kg的熔融指数为1-5g/10min。

7.如权利要求1所述的ABS/PS组合物，其特征在于，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯对苯二胺按照质量比1:1的混合。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的ABS/PS组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照配比称取PS、ABS、滑石粉、POE-g-MAH、抗氧剂和硅烷偶联剂KH-792充分混合后，得到均匀的混合物料；

将所述混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，将玻璃纤维从侧喂料口加入，经过熔融挤出造粒，制得所述ABS/PS组合物。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的加工温度为180-240℃。