CN114249959A

CN114249959A - 一种抗应力发白高流动的abs组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN114249959A
Application number: CN202111573829.7A
Authority: CN
Inventors: 孙超正; 陈平绪; 叶南飚; 宋晓辉; 肖华明; 付锦锋; 杨霄云
Original assignee: Tianjin Kingfa Advanced Materials Co Ltd
Current assignee: Tianjin Kingfa Advanced Materials Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2041-12-21
Also published as: CN114249959B

Abstract

本发明公开了一种抗应力发白高流动的ABS组合物及其制备方法和应用。所述ABS组合物，包括如下重量份的组分：ABS树脂50～85份，热塑性弹性体10～20份，增韧剂10～20份，硬脂酸盐0.1～0.3份，植物油0.5～3份，其他助剂0.5～1.5份；所述植物油的烟点≥210℃。本发明通过添加热塑性弹性体和增韧剂，可以使得ABS组合物具有软质特性，抗应力发白性能优异；硬脂酸盐与植物油的协同作用，有效提高了材料的熔体流动速率，使得本发明的ABS组合物具有优异的流动性、注塑成型加工性；并且提升了材料的光泽度，消除了热塑性弹性体的引入所带来的光泽度劣化。

Description

一种抗应力发白高流动的ABS组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及改性塑料技术领域，更具体的，涉及一种抗应力发白高流动的ABS组合物及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)具有高刚性、冲击强度高等优点，广泛应用于家电电器、照明设备、办公器材、汽车部件等领域。ABS树脂具有高刚性的特点，应力形变量低，不耐弯折，且易出现弯折发白的情况。

对于美妆用材料，如美甲用材料，需要具有软质特性，即美甲材料在使用过程中不可避免地接触外界物品，产生应力，软质特性可使美甲材料应力下易发生弯折，不至于给佩戴者造成不愉快的使用体验。同时，美甲材料还需要具有高光泽、应力作用下不易发白(如在弯折力作用下不易发白)的特性。由于美甲材料的厚度很薄，一般只有0.3～0.8mm，且注塑成型周期短，美甲用材料需要具有高流动、易成型的特性。

目前，针对ABS树脂的弯折改性主要有如下三种手段：(1)添加ABS增韧剂，但会导致材料流动性劣化；(2)添加热塑性弹性体，但会降低材料的光泽度；(3)添加软质树脂，如聚乙烯树脂，但与ABS树脂的相容性差。中国专利CN109627737A公开了一种表面软触的PC/ABS合金材料，通过添加苯基乙烯基硅橡胶及软胶实现表面软触感效果，然而该材料不具备抗应力发白效果。

因此，需要开发出一种兼具抗应力发白、高光泽、高流动的ABS组合物。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的不抗应力发白、流动性差、光泽度低的缺陷，提供一种抗应力发白高流动的ABS组合物。

本发明的另一目的在于提供上述ABS组合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述ABS组合物的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种抗应力发白高流动的ABS组合物，包括如下重量份的组分：

ABS树脂50～85份，

热塑性弹性体10～20份，

增韧剂10～20份，

硬脂酸盐0.1～0.3份，

植物油0.5～3份，

其他助剂0.5～1.5份；

所述植物油的烟点≥210℃。

发明人研究发现，通过添加热塑性弹性体和增韧剂，可以使得ABS组合物具有软质特性，抗应力发白性能优异。热塑性弹性体和增韧剂经熔融加工，橡胶相组分均匀、相间地分散在ABS基体中，在受到外应力时，有效地阻止了应力下银纹及剪切带现象的发生，实现了抗应力发白效果。

植物油的烟点高，且流动性好；硬脂酸盐具有良好的高温热稳定性能，能够有效防止植物油在加热过程中氧化，从而保持植物油的高流动性。硬脂酸盐与植物油均含有酯基结构，相容性较好。植物油与硬脂酸盐的结合促进了植物油在ABS分子链之间的分散，有效提高了材料的熔体流动速率，使得本发明的ABS组合物具有优异的流动性、注塑成型加工性；并且提升了材料的光泽度，消除了热塑性弹性体的引入所带来的光泽度劣化。

植物油对人体无刺激性或危害性。而对于其他种类的油，如矿物油，虽然烟点较高，但含有环烷烃组分，属于世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中的一类致癌物。美甲用材料经常接触人体，矿物油的危害性较大，不适用于本发明的ABS组合物。

优选地，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种或几种。

优选地，所述植物油为山茶籽油、大红花油或杏核油中的一种或几种。

优选地，所述增韧剂的平均粒径为100～300nm。

优选地，所述ABS树脂在220℃、10kg负荷下的熔体流动速率为10～15g/10min。

ABS树脂的熔体流动速率按照ISO 1133-1-2011方法检测。

优选地，所述ABS树脂的弯曲模量为1500～2000MPa。

ABS树脂的弯曲模量按照ISO 178-2010方法检测。

优选地，所述热塑性弹性体为苯乙烯系热塑性弹性体(SEBS)、共聚酯热塑性弹性体、聚氨酯热塑性弹性体或聚醚酯热塑性弹性体中的一种或几种。

更优选地，所述热塑性弹性体为SEBS。

优选地，所述SEBS为线性结构的SEBS。

SEBS一般具有线性结构或星型结构，线性结构的SEBS的熔体流动速率更高，有利于ABS组合物的流动性更优。

优选地，所述增韧剂为丙烯酸酯类橡胶与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物(ASA高胶粉)和/或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS增韧剂)。

更优选地，所述增韧剂为ASA高胶粉。

优选地，所述其他助剂为抗氧剂和/或润滑剂。

本发明还保护上述ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：

S1.将硬脂酸盐和部分ABS树脂混合，加至挤出机的主喂料口，将植物油通过海拔泵加至挤出机的中区螺筒，经熔融混合、挤出造粒，得到流变助剂；

S2.将剩余的ABS树脂、热塑性弹性体、增韧剂、其他助剂和步骤S1.制得的流变助剂混合后，加至挤出机，经熔融混合、挤出造粒，得到所述ABS组合物。

优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。

优选地，步骤S1.中，所述硬脂酸盐与ABS树脂的质量比为(1～2)：100。

优选地，步骤S1.中，所述挤出温度为180～200℃。

优选地，步骤S1.中，所述挤出机的中区螺筒为第3～5节螺筒。

优选地，步骤S2.中，所述挤出机的加工温度为一区温度80～100℃，二区温度150～170℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～190℃，六区温度180～190℃，七区温度190～210℃，八区温度190～210℃，九区温度190～200℃，主机转速300～600转/分钟。

本发明还保护上述ABS组合物作为美甲用材料的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明开发了一种抗应力发白、高流动性，且高光泽的ABS组合物。通过添加热塑性弹性体和增韧剂，可以使得ABS组合物具有软质特性，抗应力发白性能优异；硬脂酸盐与植物油的协同作用，有效提高了材料的熔体流动速率，使得本发明的ABS组合物具有优异的流动性、注塑成型加工性；并且提升了材料的光泽度，消除了热塑性弹性体的引入所带来的光泽度劣化。

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。

实施例及对比例中的原料均可通过市售得到，具体如下：

除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1～18

实施例1～18分别提供一种ABS组合物，组分含量见表1，制备方法如下：

S1.将硬脂酸盐和部分ABS树脂混合，加至双螺杆挤出机的主喂料口，将植物油通过海拔泵加至双螺杆挤出机的第三节螺筒，经熔融混合、挤出造粒，挤出温度为180～200℃，得到流变助剂；

其中硬脂酸盐与ABS树脂的质量比为1：100；

S2.将剩余的ABS树脂、热塑性弹性体、增韧剂、其他助剂和步骤S1.制得的流变助剂混合后，加至双螺杆挤出机，经熔融混合、挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度为一区温度80～100℃，二区温度150～170℃，三区温度180～200℃，四区温度180～200℃，五区温度180～190℃，六区温度180～190℃，七区温度190～210℃，八区温度190～210℃，九区温度190～200℃，主机转速300～600转/分钟，得到ABS组合物。

表1实施例1～18的ABS组合物的组分含量(重量份)

实施例19

实施例19提供一种ABS组合物，组分含量与实施例1相同，制备方法与实施例1的区别在于：

步骤S1中硬脂酸镁与ABS树脂的质量比为2：100。

对比例1～7

对比例1～7分别提供一种ABS组合物，组分含量见表2，制备方法与实施例1～18相同。

表2对比例1～7的ABS组合物的组分含量(重量份)

性能测试

对上述实施例及对比例制得的ABS组合物进行性能测试，具体如下：

光泽度：按照ISO 2813-2014标准方法，使用光泽度仪设备，测试角度为60°；

熔体流动速率：按照ISO 1133-1-2011标准方法，测试条件为220℃，10kg；

抗应力发白性：将ABS组合物注塑为1mm厚、100mm长、100mm宽的样板，承受500g钢球50cm高度跌落，观察并记录样板受钢球跌落后发白区域的最大直径。

实施例1～19的测试结果见表3，对比例1～7的测试结果见表4。

表3实施例1～19的测试结果

根据表3的测试结果，本发明各实施例制备的ABS组合物均具有较高的光泽度，经检测光泽度≥75；流动性良好，在220℃、10kg条件下的熔体流动速率≥7.0g/10min；且抗应力发白性能优异，发白区域最大直径≤5.5mm。

实施例1～3中，ABS组合物的熔体流动速率和光泽度值较接近，其中实施例1和实施例2使用的ABS树脂的熔体流动速率在10～15g/10min、弯曲模量为1500～2000MPa时，ABS组合物的抗应力发白性能更好。

由实施例1、实施例4～6，可以看出热塑性弹性体为线性结构的SEBS时，ABS组合物的流动性更好，抗应力发白性能也更优。由实施例1、实施例7～8，增韧剂优选为ASA高胶粉，ABS组合物的流动性更好。

表4对比例1～7的测试结果

根据对比例1～4的测试结果，热塑性弹性体或增韧剂的含量过少时，ABS组合物的抗应力发白性能较差；热塑性弹性体或增韧剂的含量过多时，虽然抗应力发白性良好，但ABS组合物的流动性差，难以薄壁成型，且对比例2中热塑性弹性体的高含量还使得ABS组合物的光泽度极低。

对比例5中，不含硬脂酸盐，植物油受热易氧化、变粘稠，流动性变差，使得ABS组合物的熔体流动速率仅为4.6g/10min，薄壁成型性差、光泽度差。对比例6中，不含植物油，ABS组合物的流动性极差，且光泽度较低。对比例7中，使用的植物油为椰子油，烟点较低，在材料熔融挤出过程中受热劣化，流动性变差，色泽也变深，进而影响了ABS组合物的熔体流动速率和光泽度。

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。凡在本发明的精神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

1.一种抗应力发白高流动的ABS组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：

ABS树脂50～85份，热塑性弹性体10～20份，增韧剂10～20份，硬脂酸盐0.1～0.3份，植物油0.5～3份，其他助剂0.5～1.5份；

所述植物油的烟点≥210℃。

2.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述植物油为山茶籽油、大红花油或杏核油中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述ABS树脂在220℃、10kg负荷下的熔体流动速率为10～15g/10min。

5.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述热塑性弹性体为SEBS、共聚酯热塑性弹性体、聚氨酯热塑性弹性体或聚醚酯热塑性弹性体中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述ABS组合物，其特征在于，所述热塑性弹性体为线性结构的SEBS。

7.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述增韧剂的平均粒径为100～300nm。

8.根据权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述增韧剂为ASA高胶粉和/或MBS增韧剂。

9.权利要求1～8任一项所述ABS组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2.将剩余的ABS树脂、热塑性弹性体、增韧剂、其他助剂和步骤S1制得的流变助剂混合后，加至挤出机，经熔融混合、挤出造粒，得到所述ABS组合物。

10.权利要求1～8任一项所述ABS组合物作为美甲用材料的应用。