CN113897022B - 一种耐候性能优异的纤维填充abs树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，由以下组分按重量份制备而成：ABS 100份，聚丙烯腈纤维5～15份，锌钡白3‑5份，马来酸酐接枝ABS 3～5份，抗氧剂0.5～1份，润滑剂1～2份，铝酸酯偶联剂1‑2份。本发明还公开了上述耐候性能优异的纤维填充ABS树脂的制备方法。本发明通过添加锌钡白与聚丙烯腈纤维进行复配，二者均匀的分散于ABS树脂中，协同作用能够大幅提高ABS树脂的耐候性能，材料的色差变化较小，效果比较明显。与含有常用无机耐候助剂炭黑的产品相比，本发明产品不仅耐候性能优异，拉伸强度、抗冲击强度也有明显的优势。

Description

一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于改性高分子复合材料技术领域，特别涉及一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
ABS树脂各组分具有不同的化学组成，共存于两个分开的相中，其共容性由它们的结构和化学宏观结构控制。对于通用ABS树脂，其连续相为苯乙烯和丙烯腈的共聚物，而由丁二烯组成的弹性体则为分散相，它分散于连续相中，且具有特殊的结构形态。因丁二烯组成的分散相，其单体和共聚物形态中都存有双键不饱和键形态，共聚物在外界使用环境当中，受到热、氧、水、光、微生物、化学介质邓环境因素的综合作用，ABS树脂的化学组成和结构，特别是丁二烯橡胶相会发生一系列变化，物理性能也会相应变坏，如材料发硬、变脆、变色等现象，最直观的变化就是材料变色，形成黄变，影响外观，由此限制了ABS树脂在很多领域中的使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，由以下组分按重量份制备而成：
作为优选的技术方案，所述ABS中丙烯腈的质量分数为25％，苯乙烯的质量分数为55％。
作为优选的技术方案，所述聚丙烯腈纤维的长度为3-6mm，单丝纤度≤2.2dtex，熔点230℃。
作为优选的技术方案，所述锌钡白的粒径为2000-4000目。
作为优选的技术方案，所述马来酸酐接枝ABS中马来酸酐的接枝率为6-8％。
作为优选的技术方案，所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)与亚磷酸二苯酯以质量比1：1组成的混合物。
作为优选的技术方案，所述润滑剂为脂肪酸盐或脂肪酸酰胺中的至少一种。进一步优选的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
本发明的另一个目的是提供上述所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将100份ABS树脂、3-5份锌钡白、3-5份马来酸酐接枝ABS、0.5-1份抗氧剂，1-2份润滑剂，1-2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀得到混合物；
(2)将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，5-15份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经过挤出、水冷、切粒得到最终产品。进一步优选的，所述双螺杆挤出机的料筒温度为150～210℃。
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明通过添加锌钡白与聚丙烯腈纤维进行复配，二者均匀的分散于ABS树脂中，协同作用能够大幅提高ABS树脂的耐候性能，材料的色差变化较小，效果比较明显。与含有常用无机耐候助剂炭黑的产品相比，本发明产品不仅耐候性能优异，拉伸强度、抗冲击强度也有明显的优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
下列实施例、对比例中所用试剂的型号以及供应商如下：
ABS采购自中国台湾奇美，牌号pw-957，丙烯腈含量25％，苯乙烯含量55％(质量份数)；
聚丙烯腈纤维长度为3mm,单丝纤度2.2dtex，熔点230℃，生产商文安县乐军塑料制品有限公司；
锌钡白粒径3000目，生产商上海缘江化工有限公司，牌号B311；
马来酸酐接枝ABS中的马来酸酐接枝率6-8％，生产商韩国三星，牌号335B；
抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)与亚磷酸二苯酯组成的混合物，混合质量比为1：1，生产商为汽巴公司；
润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺；
铝酸酯偶联剂生产商为南京全希，牌号140；
上述试剂只是为了说明本发明实验时所采用的试剂来源和成分，以便充分公开，并不表示采用其他同类试剂或其他供应商提供的试剂就不能实现本发明。
实施例1
将100份ABS树脂、3份锌钡白、3份马来酸酐接枝ABS、0.5份抗氧剂，1份润滑剂，1份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，5份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
实施例2
将100份ABS树脂、5份锌钡白、5份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，15份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为160℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
实施例3
将100份ABS树脂、4份锌钡白、4份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，8份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为160℃，二区温度为180℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
实施例4
将100份ABS树脂、4份锌钡白、4份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，10份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
对比例1
将100份ABS树脂、4份锌钡白、4份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
对比例2
将100份ABS树脂、4份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，10份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
对比例3
将100份ABS树脂、4份炭黑、4份马来酸酐接枝ABS、1份抗氧剂，2份润滑剂，2份铝酸酯偶联剂放入高混机中混合均匀；混合均匀后将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，挤出、水冷、切粒；双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为170℃，三区温度为190℃，四区温度为200℃，五区温度为210℃，六区温度为210℃。
各实施例和对比例产品拉伸性能按照ASTM D638进行测试(拉伸速度为5mm/min)，样条(哑铃型)170mm×13mm×3.2mm；悬臂梁缺口冲击性能按照ASTM D256进行测试，样条127mm×13mm×3.2mm，V型缺口，缺口深度为1/5。
耐候性测试，制备成10cm*10cm*3mm标准板，紫外加速老化，经过紫外老化条件老化的标准板与未经紫外老化的标准板进行色差测试比较。测试条件见表1，检测结果见表2。
表1.紫外老化条件
表2各实施例和对比例制得的产品的性能检测数据
从上表中可以看出，本发明产品通过添加锌钡白与聚丙烯腈纤维进行复配，大大提高了ABS树脂的耐候性能，材料的色差变化较小，效果比较明显。与含有常用无机耐候助剂炭黑的产品相比，本发明产品不仅耐候性能优异，拉伸强度、抗冲击强度也有明显的优势。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
所述聚丙烯腈纤维的长度为3-6mm，单丝纤度≤2.2dtex；
所述锌钡白的粒径为2000-4000目。
2.根据权利要求1所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，其特征在于：所述ABS中丙烯腈的质量分数为25％，苯乙烯的质量分数为55％。
3.根据权利要求1所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，其特征在于：所述马来酸酐接枝ABS中马来酸酐的接枝率为6-8％。
4.根据权利要求1所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，其特征在于：所述抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯与亚磷酸二苯酯以质量比1：1组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
6.如权利要求1-5任一项所述的耐候性能优异的纤维填充ABS树脂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将100份ABS树脂、3-5份锌钡白、3-5份马来酸酐接枝ABS、0.5-1份抗氧剂，1-2份润滑剂，1-2份铝酸酯偶联剂混合均匀得到混合物；
(2)将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，5-15份聚丙烯腈纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经过挤出、水冷、切粒得到最终产品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的料筒温度为150～210℃。
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