CN114933774A - 一种低光泽、永久抗静电abs复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种低光泽、永久抗静电abs复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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黄骎
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Abstract

本发明公开了一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其由以下组分原料按照重量份数组成：ABS树脂65‑85份；永久抗静电剂15‑35份；哑光剂2‑5份；哑光促进剂2‑5份；加工助剂0.5‑2份。所述ABS树脂是由ABS树脂A和ABS树脂B按照2‑3：1的重量比混合而成；本发明采用超细二氧化硅作为哑光促进剂，一方面，哑光促进剂加入到永久抗静电、低光泽的ABS材料中来达到进一步降低材料光泽度的效果；另一方面，采用超细结构的二氧化硅也能大幅度降低对材料中导电通路效果的抑制作用，使得材料保持良好的永久抗静电性。解决了片材的永久抗静电和低光泽问题。

Description

一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本专利申请涉及挤出片材技术领域，特别是涉及一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
电子元器件在低湿度环境下的无尘洁净车间封配生产过程中，很容易因为包装材料在摩擦过程中产生静电导致元器件中的芯片损害，另外，包装材料表面光泽度高，会使得灯光光线经该表面反射，进而对作业人员视觉产生干扰，降低生产环境舒适度和生产效率。因此，电子元器件的包装材料表面需要经过防静电和哑光处理。ABS的模量高，同时收缩率低，可用来做成片材后经吸塑成尺寸稳定性高的托盘包装材料。
为了有效的降低ABS材料的表面光泽度，通常的方法是采用树脂基体添加单一不熔的交联的SAN的聚苯乙烯有机哑光剂，同时对产品表面进行皮纹处理，另外，为使ABS材料达到永久抗静电效果，通常的方法是采用树脂基体添加一种聚酰胺为硬段，聚醚为软段的高分子永久抗静电剂，但是这些方法存在着对挤出片材加工缺陷、消光不足、抗静电性差的问题。中国专利CN112266569A公开了一种永久抗静电、低光泽、耐刮擦ABS复合材料，该发明中通过引入聚酰胺类永久抗静电剂和具有反应活性的异氰酸酯基发生交联反应，使得ABS材料同时具有低光泽性和永久抗静电性，可用于注塑用的汽车内饰件生产原料，该零件可防止表面因静电积累造成的微尘吸附，同时低光泽也不会对驾驶员产品视觉干扰。但反应性的异氰酸酯与聚酰胺-醚的永久抗静电剂交联后，会减弱分散相抗静电剂的导电通路，导致材料的表面电阻降低，无法满足电子元器件要求包装材料表面电阻高且效果稳定的性能要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，为解决上述背景技术中提到的问题，本专利申请的目的在于提供一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料及其制备方法，本发明采用适合于哑光体系的高分子永久抗静电剂类型和超细的、多结构的哑光促进剂协同交联SAN的聚苯乙烯哑光剂加入到ABS中，解决了片材的永久抗静电和低光泽问题，使得其在电子电器和汽车零部件方面中具有广发的应用前景。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其由以下组分原料按照重量份数组成：
Figure BDA0003669094430000021
进一步的，所述ABS树脂是由ABS树脂A和ABS树脂B按照2-3：1的重量比混合而成；
ABS树脂A是由本体法制得的ABS树脂，ABS树脂B是由低溶指乳液法制备的高粘度ABS树脂。
进一步的，所述永久抗静电剂为嵌段聚酰胺醚永久抗静电剂。
进一步的，所述哑光剂为交联SAN的聚苯乙烯树脂，交联SAN的聚苯乙烯树脂的玻璃化温度为120-125℃。
进一步的，所述哑光促进剂选自经偶联剂表面处理过的超细二氧化硅。
进一步的，所述加工助剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或两种。
进一步的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。
进一步的，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、先将ABS树脂、永久抗静电剂、哑光剂、哑光促进剂以及加工助剂按所述重量份数投入高混机中以500-800rpm混合3-4min，得到预混料；
S2、将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入熔融挤出，然后经塑化、挤出、造粒，制得低光泽、永久抗静电ABS复合材料；
其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度190-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-225℃，四区温度215-225℃，五区温度215-225℃，六区温度215-225℃，七区温度220-230℃，八区温度220-230℃，九区温度220-230℃，十区温度210-220℃，十一区温度210-220℃，主喂料速率300-400kg/h、螺杆转速700-900rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、具有强极性的嵌段聚醚酰胺结构的高分子永久抗静电剂与ABS相容性好，熔融共混不加相容剂造粒，合金也不会出现分层现象；
2、本发明采用一种表面经过处理的超细二氧化硅作为哑光促进剂，一方面，本发明采用的哑光促进剂加入到永久抗静电、低光泽的ABS材料中来达到进一步降低材料光泽度的效果；另一方面，采用超细的二氧化硅也能大幅度降低对材料中导电通路效果的抑制作用，使得材料保持良好的永久抗静电性。
本发明采用适合于哑光体系的高分子永久抗静电剂类型和超细的、多结构的哑光促进剂协同交联SAN的聚苯乙烯哑光剂加入到ABS中制备的三层共挤ABS片材，同时解决了片材的永久抗静电和低光泽问题，片材的表面电阻稳定在1*108Ω,光泽度稳定在10°以内。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下实施例及对比例中采用的原料如下；
ABS树脂A：本体法聚合ABS，ABS 275，上海高桥，光泽度25°，市售可得；
ABS树脂B：低溶指乳液发聚合ABS，ABS AG10NP，台化，在200℃、5kg条件下熔融指数为0.6g/10min，市售可得；
永久抗静电剂A：嵌段聚醚酰胺型永久抗静电剂，PAT-3002，南京铭振鑫新材料科技有限公司，市售可得；
永久抗静电剂B：嵌段聚醚酯型永久抗静电剂，PAT-5501，南京铭振鑫新材料科技有限公司，市售可得；
哑光剂：交联的SAN的聚苯乙烯树脂，BMAT，沙比克，市售可得；
哑光促进剂A：超细滑石粉，粒径3um，经过表面处理，M05SLC，MONDO，市售可得；
哑光促进剂B：超细云母粉，粒径3um，经过表面处理，HY-103，滁州市力胜粉体材料有限公司，市售可得；
哑光促进剂C：超细二氧化硅，粒径3um，经过表面处理，BT-386，寿光市宝特化工有限公司，市售可得；
加工助剂：抗氧剂、润滑剂混合物；
抗氧剂：抗氧剂1010，抗氧剂168，利安隆，市售可得；
润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯，PETS-AP，意大利发基，市售可得。
其中，二氧化硅经偶联剂表面处理得到超细二氧化硅为现有技术，制备工法较为成熟，对于本技术领域人员来说，其属于公知常识，在此不一一赘述。
下面结合实施例和对比例来详细说明本发明技术方案。
实施例1
将40份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份份季戊四醇硬脂酸酯投入高混机中以500rpm混合3min，得到预混物；
将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入熔融挤出，然后经塑化、挤出、造粒，制得低光泽、永久抗静电ABS复合材料；
其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度190℃，二区温度210℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度210℃，十一区温度210℃，主喂料速率350kg/h、螺杆转速800rpm。
实施例2
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例3
制备方法同实施例1，原料为：60份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例4
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、15份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例5
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、25份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例6
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、35份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例7
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、3份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
实施例8
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、2份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
对比例1
制备方法同实施例1，原料为：70份ABS树脂A、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
对比2
制备方法同实施例1，原料为：70份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
对比例3
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂A、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细二氧化硅、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
对比例4
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细云母粉、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
对比例5
制备方法同实施例1，原料为：50份ABS树脂A、20份ABS树脂B、30份永久抗静电剂B、3份交联的SAN的聚苯乙烯树脂、5份超细滑石粉、0.5份抗氧剂1010和0.5份季戊四醇硬脂酸酯。
将上述实施例1-8和对比例1-5制备得到的ABS复合材料与ABS原材料同步制备成三层挤出片材，其具体步骤包括如下：
一、将实施例1-8和对比例1-5制备的ABS复合材料颗粒分别在烘料罐中进行烘干处理，烘料罐温度为85℃，烘料时间6h；
二、将烘干后的ABS复合材料颗粒和ABS原材料分别经三层挤出片材机螺杆熔融塑化后进入对应的多层结构模头，熔体经口模挤出，其中上下层为ABS复合材料，中间层为ABS原材料；
三、熔体经过牵引辊牵引、辊压、拉伸、冷却后，形成中间层厚度为3mm，上下层厚度为0.1mm的三层共挤ABS片材。
对ABS复合材料以及三层共挤ABS片材进行熔融指数、粒子表面电阻和粒子表面光泽度进行测试，测试所参考标准和方法如下：
熔融指数的测定：按照ISO 1133所提供的方法，测试温度条件200℃，砝码重量5kg；
表面电阻的测定：按照ISO 3915所提供方法，温度条件25℃，湿度条件50％RH；
光泽度的测定：按照ISO 2813标准进行测试。
表1实施例1-8和对比例1-5试验结果
Figure BDA0003669094430000081
Figure BDA0003669094430000091
根据实施例1-3数据可知，随着ABS树脂A含量的增加，分散相永久抗静电剂密度降低，形成的导电通路减少，表面电阻值升高；
根据实施例2、4、5、6数据可知，随着永久抗静电剂B的含量增加，永久抗静电剂B在薄膜层中的分散密度增加，表面电阻降低，当永久抗静电剂B含量进一步升高，材料表面电阻不再降低，同时材料流动性变好，另外成形后的三层片材的表面电阻会比颗粒料的要高，这是由于上下抗静电层是一层厚度通常在0.1-0.2mm的膜，膜在牵引辊拉伸牵引作用力下，膜会进一步会变薄，导致材料中抗静电聚合物分子间间距增加，进而降低片材的表面电阻。
根据实施例2、7、8数据可知，随着二氧化硅的含量增加，一定量的超细的二氧化硅与BMAT复配，能有效的改善材料表面消光效果，当用量增加至5份时，材料和片材光泽度均能稳定在很低值。
根据实施例2以及对比例1和2的数据可知，将组分中ABS树脂A和ABS树脂B单独替换成ABS树脂A时，会导致造粒好的塑料溶指大幅度增加，经注塑样条测试表面电阻值稳定在1×108，但是对应做成的三层片材表面电阻值不稳定，且均值偏大至10倍以上，光泽度也不稳定，均值也偏大，这是由于高粘度ABS树脂B去除后，导致整体材料粘度变低、熔体强度变小，同时流动性变大，最终经上下层模头无法稳定成膜；将组分中ABS树脂A和ABS树脂B单独替换成ABS树脂B时，会导致造粒好的塑料融指大幅度降低，加工困难，材料光泽度明显提高。
根据实施例2以及对比例3的数据可知，含聚醚酯的永久抗静电剂B对制备的三层ABS片材光泽渡低。这是由于聚醚酯结构相比聚醚酰胺结构的永久抗静电剂与ABS极性差些，相容性也差些，因此材料中分散相永久抗静电剂B与连续相ABS产生的界面多，且效果明显，对光线的散色增强，导致光泽度变小。
根据实施例2以及对比例4和5的数据可知，将二氧化硅替换成云母粉或滑石粉，哑光促进剂种类对材料光泽度影响大，其中二氧化硅效果最好，其次为单层的片状结构的云母粉，多层结构的滑石粉稍差一些。
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于，其由以下组分原料按照重量份数组成：
ABS树脂 65-85份；
永久抗静电剂 15-35份；
哑光剂 2-5份；
哑光促进剂 2-5份；
加工助剂 0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述ABS树脂是由ABS树脂A和ABS树脂B按照2-3：1的重量比混合而成；
ABS树脂A是由本体法制得的ABS树脂，ABS树脂B是由低溶指乳液法制备的高粘度ABS树脂。
3.根据权利要求1所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述永久抗静电剂为嵌段聚酰胺醚永久抗静电剂。
4.根据权利要求1所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述哑光剂为交联SAN的聚苯乙烯树脂，交联SAN的聚苯乙烯树脂的玻璃化温度为120-125℃。
5.根据权利要求1所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述哑光促进剂选自经偶联剂表面处理过的超细二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述加工助剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或两种。
7.根据权利要求6所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。
8.根据权利要求6所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的一种低光泽、永久抗静电ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、先将ABS树脂、永久抗静电剂、哑光剂、哑光促进剂以及加工助剂按所述重量份数投入高混机中以500-800rpm混合3-4min，得到预混料；
S2、将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入熔融挤出，然后经塑化、挤出、造粒，制得低光泽、永久抗静电ABS复合材料；
其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40-48:1，双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度190-210℃，二区温度210-220℃，三区温度215-225℃，四区温度215-225℃，五区温度215-225℃，六区温度215-225℃，七区温度220-230℃，八区温度220-230℃，九区温度220-230℃，十区温度210-220℃，十一区温度210-220℃，主喂料速率300-400kg/h、螺杆转速700-900rpm。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的低光泽、永久抗静电ABS复合材料在电子电器和汽车零部件方面中的应用。
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