CN114015190A - 一种abs复合材料及其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种ABS复合材料及其制备和应用，组分包括：ABS树脂、ASA胶粉、SAS树脂、AS树脂、加工助剂。本发明所得ABS复合材料具有热氧稳定性好、低温韧性高的特点。

Description

一种ABS复合材料及其制备和应用
技术领域
本发明属于改性塑料领域，特别涉及一种ABS复合材料及其制备和应用。
背景技术
ABS(苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的三元聚合物)材料是一种常见的聚合物，由于组分里汇集了高流动性苯乙烯、耐化学品的丙烯腈、韧性较好丁二烯三种单元，因而具有优异的综合性能，经常应用于汽车、家电、OA办公等领域。有些塑胶产品在使用其功能时要经过冷热两种条件，其材料需要较好的热稳定性和较高的低温韧性，需适应户外冷热交替天气的产品就有类似要求。ABS由于其组分中丁二烯橡胶有双键存在，容易在受热时引发自由基反应而发生热老化变化导致变色和性能下降影响其使用效果。常用添加抗氧剂的方式来抑制自由基反应提升ABS热老化性能，改善效果有限。且若想实现很好的韧性通常要添加高含量的橡胶，这会导致其热老化性能变差。综上，需要一款可以同时满足热氧稳定性好、低温韧性高的特点的ABS材料。
发明内容
基于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种ABS复合材料及其制备和应用。
本发明的一种ABS复合材料，按重量份数，组分包括：
Figure BDA0003383116720000011
其中，所述ASA胶粉中丙烯酸橡胶的平均粒径为500-800nm；
所述SAS树脂在1.80MPa下的热变形温度为90-95℃；
所述AS树脂在220℃，10kg下的熔体流动速率为6-15g/10min。
优选地，所述ABS树脂为橡胶粒子双峰分布的ABS树脂。
所述橡胶粒子双峰分布可以通过TEM切片分析ABS树脂中橡胶的粒径大小、观察橡胶粒子的分布情况，橡胶粒径大小的分布会集中出现大粒径和小粒径两种类型，在粒径分布上呈现双峰分布的特征。
优选地，所述ASA胶粉中丙烯酸橡胶的平均粒径为600-700nm。
优选地，所述SAS树脂在1.80MPa下的热变形温度为90-93℃。
优选地，所述AS树脂在220℃，10kg下的熔体流动速率为8-13g/10min。
优选地，所述加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或几种。
进一步地，选取的，抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和硫醚亚磷酸酯类辅助抗氧剂复配；润滑剂包括硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酯类润滑剂、石蜡类润滑剂或酰胺类润滑剂的一种或两种以上。
优选地，按重量份数，组分包括：
Figure BDA0003383116720000021
本发明的一种所述ABS复合材料的制备方法，包括：
按重量份数称取各组分，将ASA胶粉和SAS树脂先做成一步料母粒，然后将此母粒和ABS树脂、AS树脂、加工助剂均匀混合，熔融、挤出造粒，得到ABS复合材料。
优选地，所述熔融温度为180-230℃。
本发明提供一种所述ABS复合材料在适应冷热交替天气产品中的应用。
本发明中ABS复合材料体系中通过选择适中较大尺寸粒径的丙烯酸橡胶ASA胶粉，使材料在受到破坏时橡胶相可以吸收更多能量，更好提升复合材料的冲击韧性。同时，ASA胶粉和SAS树脂有更好相容性，起到相容性和改善低温韧性的双协同效果。
本发明中低熔指的AS树脂，分子链更长，分子链运动需要的温度更高，更耐热。SAS树脂材料和所选的AS树脂更匹配，复合材料的熔体粘度更均匀，材料受到的剪切作用更均匀，热稳定性更高。
有益效果
本发明中采用丙烯酸橡胶的平均粒径尺寸较大的ASA胶粉、高热变形温度SAS树脂、低熔指AS树脂，获得了同时满足热氧稳定性好和低温韧性高特点的ABS复合材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一、各组分来源：
ABS树脂：
ABS树脂-1，牌号AE-8000，具有橡胶粒子双峰分布的种类，厂家：台湾化学；
ABS树脂-2，牌号MG29，不具有橡胶离子双峰分布的种类，厂家：大沽化工
ASA胶粉：
ASA胶粉-1，牌号：DH10(丙烯酸橡胶的平均粒径为600nm)，厂家：东海塑业；
ASA胶粉-2，牌号：Q350(丙烯酸橡胶的平均粒径为800nm)，厂家:东海塑业
ASA胶粉-3,牌号：HX-960(丙烯酸橡胶的平均粒径为500nm)，厂家:淄博华星
ASA胶粉-4，牌号:XC510A(丙烯酸橡胶的平均粒径为100nm)，厂家：韩国锦湖石化；
SAS树脂：
SAS树脂-1，牌号：TW-15G,(热变形温度92℃(ISO 75-1-2013,1.80MPa))，厂家：UMG公司；
SAS树脂-2，牌号：TW-21H，(热变形温度95℃(ISO 75-1-2013,1.80MPa))，厂家：UMG公司；
SAS树脂-3，牌号：S351，(热变形温度82℃(ISO 75-1-2013,1.80MPa))，厂家：UMG公司；
SAS树脂-4，牌号：E259B，(热变形温度75℃(ISO 75-1-2013,1.80MPa))，厂家：UMG公司；
AS树脂：
AS树脂-1，牌号：SAN-355(熔体流动速率在10g/10min)，厂家：大庆石化；
AS树脂-2，牌号：SAN 350(熔体流动速率在15g/10min)，厂家：韩国锦湖石化
AS树脂-3，牌号：DG-102(熔体流动速率在6g/10min)，厂家:大沽化工
AS树脂-4，牌号:DG-103(熔体流动速率45g/10min)，厂家:大沽化工
加工助剂：抗氧剂：主抗氧剂和辅抗氧剂按重量比1:2复合；主抗氧剂：受阻酚类，市售；辅抗氧剂：亚磷酸酯类，市售；
润滑剂：酰胺类，市售。
实施例和对比例所用加工助剂(抗氧剂、润滑剂)为同一市售产品。
二、性能测试
(1)拉伸强度：按照ISO 527-2-2016进行测试，拉伸速度为50mm/min；
(2)悬臂梁缺口冲击强度：按照ISO 180-2000进行测试，缺口类型：TypeA，测试温度-30℃；
(3)色差：按照GB/T 3979-2008行测试。通过色差仪测试色板老化前后的色差△E值，热氧老化条件(60℃，1000h)。
实施例1-12
按重量份数称取各组分，具体如表1所示，
制备方法：将ASA胶粉和SAS树脂先用双螺杆挤出机做成一步料母粒，然后将此母粒和其它组分ABS树脂、AS树脂，加工助剂均匀混合，然后从挤出机的主喂料口喂入；原料在挤出机中熔融、挤出、造粒后得到ABS复合材料。
其中挤出机熔融挤出的加工条件如下：一区温度185-205℃，二区温度185-210℃，三区温度190-210℃，四区温度190-210℃，五区温度190-210℃，六区温度190-210℃，七区温度190-210℃，八区温度190-210℃，九区温度190-210℃，主机转速250-360转/分钟。
表1 实施例1-12的组分表(重量份)
Figure BDA0003383116720000041
Figure BDA0003383116720000051
对比例1-6
按重量份数称取各组分，如表2所示。制备方法同上述实施例。
表2为对比例1-6的组分表(重量份)
Figure BDA0003383116720000052
表3为实施例1-12的性能效果数据
Figure BDA0003383116720000053
表4为对比例1-6的性能效果数据
Figure BDA0003383116720000054
从表3可以看出，本发明实施例1～12所制备ABS复合材料均具有热氧稳定性好、低温韧性高的特性，其中以实施例1的综合性能最优。
从表4可以看出，对比例1-3中分别使用过小粒径的丙烯酸橡胶吸收能量不足导致增韧效果不好，使用耐热等级较低的SAS热稳定性效果不好，使用高流动的AS树脂在此配方体系中粘度不匹配导致效果也不佳；对比例4-6和实施例1相比，可知对比例4-6中体系中省略ASA、SAS、AS中的任意一种，拉伸强度、低温悬臂梁缺口冲击强度、色差均不能同时达到较好的效果，和实施例1相比，可知三者协同实现了ABS复合材料具有热氧稳定性好、低温韧性高的特点。

Claims (9)

1.一种ABS复合材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
Figure FDA0003383116710000011
其中，所述ASA胶粉中丙烯酸橡胶的平均粒径为500-800nm；
所述SAS树脂在1.80MPa下的热变形温度为80-95℃；
所述AS树脂在220℃，10kg下的熔体流动速率为6-15g/10min。
2.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述ABS树脂为橡胶粒子双峰分布的ABS树脂。
3.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述ASA胶粉中丙烯酸橡胶的平均粒径为600-700nm。
4.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述SAS树脂在1.80MPa下的热变形温度为90-93℃。
5.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述AS树脂在220℃，10kg下的熔体流动速率为8-13g/10min。
6.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，按重量份数，组分包括：
Figure FDA0003383116710000012
8.一种权利要求1所述ABS复合材料的制备方法，包括：
按重量份数称取各组分，将ASA胶粉和SAS树脂先做成一步料母粒，然后将此母粒和ABS树脂、AS树脂、加工助剂均匀混合，熔融、挤出造粒，得到ABS复合材料。
9.一种权利要求1所述ABS复合材料在适应冷热交替天气产品中的应用。
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