CN117887201A - 一种abs组合物及其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种ABS组合物及其制备方法及其应用。所述ABS组合物，包括以下重量份数的组分：苯乙烯‑丁二烯‑丙烯腈共聚物79‑92份、PETG聚合树脂5‑15份、聚烯烃弹性体2‑8份、助剂0.5‑2份。本发明的ABS组合物能够在有效增韧和不影响光泽的前提下，显著提高了材料的耐油漆性能，可以广泛应用在交通出行、家用电器、玩具等诸多领域。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种ABS组合物及其制备方法及其应用。
背景技术
喷涂工艺是一种使用广泛的传统的表面处理工艺，通过对塑料制件进行喷涂，可以赋予产品供平滑、均匀的表面效果，使塑料制品具有较高的光泽度和美观度，经过塑料喷漆处理的塑料制品表面会生成一层保护膜，具有耐磨、耐腐蚀、耐候性等特点，能够增加制品的使用寿命。塑料喷漆可以根据客户需求进行定制，颜色、花纹、图案等可以随意选择，能够满足不同用户的个性化需求。不过喷涂工艺对塑料制件的外观以及材料的性能有较高要求，材料耐油漆腐蚀太差，会在产品表面形成明暗不同区域，俗称为咬漆。
ABS材料是三元共聚物，由于材料刚韧平衡、加工性能优异兼具良好的性价比，是应用最广泛的工程塑料，广泛应用于玩具、家电、电子电气、运输等各行各业。ABS材料为三组分材料，通过三单体聚合形成刚韧平衡的化合物，ABS极性不高，在常规的喷涂工艺比较容易出现咬漆问题。专利CN112280237A，报道了通过添加丙烯酸类的添加剂搭配高腈AS用在本体法ABS中来提高ABS的耐油漆喷涂腐蚀，不过该方案得到的化合物光泽度较低，冲击相比较改性前出现下降，在对冲击要求较高的交通运输、家用电器行业应用受限；专利CN104004312 A报道了一种喷涂用耐热ABS化合物，通过添加高极性氟化物和耐热组分来提高耐化学性和降低内应力改善喷漆性能，不过该方法中耐热剂的加入，影响材料的流动性和韧性，材料的光泽度受到影响，此外氟化物的环保问题也是一个问题，在高韧性要求的高光泽大制件中没法有效使用。
因此，亟需研发一种能够同时具备耐油漆喷涂、高韧性、高光泽的ABS组合物。
发明内容
本发明旨在提供一种ABS组合物及其制备方法及其应用。本发明的ABS组合物能够在有效增韧和不影响光泽的前提下，显著提高了材料的耐油漆性能，可以广泛应用在交通出行、家用电器、玩具等诸多领域。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种ABS组合物，包括以下重量份数的组分：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物79-92份、PETG聚合树脂5-15份、聚烯烃弹性体2-8份、助剂0.5-2份。
优选地，所述ABS组合物，包括以下重量份数的组分：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物84-86份、PETG聚合树脂8-10份、聚烯烃弹性体3-5份、助剂1-1.5份。
优选地，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丙烯腈的质量为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物总质量的18％-25％。本发明所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丙烯腈的含量采用红外标定方法进行测试。
优选地，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丙烯腈的含量为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物总质量的19％-22％。
优选地，所述PETG聚合树脂按照ISO 1133-1:2022在220℃，10kg的条件下的熔体质量流动速率为12～40g/10min。
优选地，所述PETG聚合树脂按照ISO 1133-1:2022在220℃，10kg的条件下的熔体质量流动速率为20～32g/10min。
优选地，所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物(POE)。
优选地，所述聚烯烃弹性体按照ISO 1133-1:2022在190℃、2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～18g/10min。
优选地，所述聚烯烃弹性体按照ISO 1133-1:2022在190℃、2.16kg条件下的熔体质量流动速率为5～13g/10min。
优选地，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
本发明所述抗氧剂可选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
本发明所述润滑剂可选自酰胺类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、酯类润滑剂和硅酮类润滑剂中的至少一种。
本发明选用特定重量份数的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、PETG聚合树脂、聚烯烃弹性体作为原料组分，聚烯烃弹性体与ABS本身相容性较差，聚烯烃弹性体没法对ABS进行有效增韧，于是本发明通过加入PETG聚合树脂，在PETG的协同下，可以有效调控聚烯烃弹性体在ABS基材里面分散相尺寸分布，从而实现对ABS的有效增韧，同时聚烯烃弹性体由于极性弱加上优异的耐溶剂性能，在成型时会迁移到产品表面，形成一层耐溶剂保护层，进一步从而提高组合物的耐油漆性能。PETG与ABS具有一定的相容性，本身PETG具有较好的耐喷漆性能，优异的光泽度，不过单独添加PETG无法在ABS基材中进行均匀有效分散，从而起到的增韧和喷涂和光泽改善有限，而通过与聚烯烃弹性体协同，可以改善PETG在ABS中的分散，从而能显著提高组合物的光泽度，韧性以及耐油漆腐蚀性能。
本发明还请求保护一种所述ABS组合物的制备方法，包括以下步骤：
将所有组分混合，之后进行熔融挤出造粒，制得所述ABS组合物。
优选地，所述混合的转速为1000～1500转/分钟，所述混合的时间为5～10min。
优选地，所述熔融挤出造粒的温度不超过210℃，所述熔融挤出造粒的转速为100～450转/分钟。
更优选地，所述熔融挤出造粒的温度为160-200℃。
本发明还请求保护一种所述ABS组合物在制备需要喷涂且需要高抗冲、高光泽要求的交通工具、家电、玩具、家具中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明创新性使用聚烯烃弹性体、PETG聚合树脂，通过与ABS树脂的协同作用，在有效增韧和不影响光泽的前提下，显著提高了材料的耐油漆性能，得到了一种优异耐油漆喷涂、高韧性、高光泽的ABS组合物，可以广泛应用在交通出行、家用电器、玩具等诸多领域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例和对比例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，如无特别说明，抗氧剂通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的抗氧剂。
实施例及对比例所用原料说明见表1。
表1
实施例1～14和对比例1～4
实施例1～14和对比例1～4的ABS组合物，组分及重量份如表2～3所示。
实施例1～14和对比例1～4的ABS组合物的制备方法，包括以下步骤：
按照设计配方重量和配比分别称取物料，投入混合机中以1000转/分钟的转速混合5min后取出，将混合后的物料投入双螺杆挤出机的进料斗中，按照设定的工艺，包括挤出机各段的温度设定温度范围180℃、螺杆转速设定上限不超过450转/分钟等，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到所述ABS组合物。
表2实施例中组分用量(重量份)
表3对比例中组分用量(重量份)
性能测试
将实施例和对比例制得的ABS组合物在鼓风烘箱中于80℃干燥4小时后，用塑料注射成型机注塑成标准样条和2mm标准色板，注塑温度为180-200℃；将注塑好的样条在50％的相对湿度、23℃放置至少24小时后进行以下性能测试。
(1)悬臂梁缺口冲击强度：注塑成符合ISO 180-2019悬臂梁缺口冲击强度测试要求的棒状样条(缺口类型Type A)，在25℃下进行悬臂梁缺口冲击强度测试；
(2)光泽度：按ASTM D523方法，测试2mm色板光面60°角的光泽数据；
(3)耐油漆腐蚀测试：按照ISO 22088-3-2006标准，将标准拉伸样条加载到应变1.5％的夹具，涂覆电动车油漆后观察拉伸样条表面开裂情况。记录样条表面开始出现裂纹所需要的时间。
性能测试结果如表4所示。
表4性能测试结果
从表4的实验数据可以得知，本发明实施例制得的ABS组合物，能够实现较高的悬臂梁缺口冲击强度、光泽度以及具有优异的耐油漆腐蚀测试。其中悬臂梁缺口冲击强度可以保持在15KJ/m2以上，光泽度可以保持在90％以上，耐油漆腐蚀测试中裂纹出现时间可以保持在88h以上。
对比例1中缺少PETG聚合树脂、对比例2中缺少聚烯烃弹性体，制得的ABS组合物具有的悬臂梁缺口冲击强度、光泽度、耐油漆腐蚀性能明显变差；对比例3中选用热塑性弹性体替换聚烯烃弹性体，因其与ABS、PETG相容性较差，导致制得的ABS组合物的性能明显差于实施例，悬臂梁缺口冲击强度只达到了4KJ/m2，同时具有的耐油漆腐蚀性能明显变差；对比例4为加入的PETG聚合树脂的重量份过多，在ABS中的分散性较差，而使制得的ABS组合物的悬臂梁缺口冲击强度差于实施例。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，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发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物79-92份、PETG聚合树脂5-15份、聚烯烃弹性体2-8份、助剂0.5-2份。
2.如权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物84-86份、PETG聚合树脂8-10份、聚烯烃弹性体3-5份、助剂1-1.5份。
3.如权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物中丙烯腈的质量为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物总质量的18％-25％。
4.如权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述PETG聚合树脂在220℃，10kg的条件下的熔体质量流动速率为12～40g/10min。
5.如权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为乙烯-辛烯共聚物。
6.如权利要求5所述ABS组合物，其特征在于，所述聚烯烃弹性体在190℃、2.16kg条件下的熔体质量流动速率为1～18g/10min。
7.如权利要求1所述ABS组合物，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
8.一种如权利要求1～7任一所述ABS组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所有组分混合，之后进行熔融挤出造粒，制得所述ABS组合物。
9.如权利要求8所述制备方法，其特征在于，至少包括以下(1)～(2)中的一项：
(1)所述混合的转速为1000～1500转/分钟，所述混合的时间为5～10min；
(2)所述熔融挤出造粒的温度不超过210℃，所述熔融挤出造粒的转速为100～450转/分钟。
10.一种如权利要求1～7任一所述ABS组合物在制备交通工具、家电、玩具、家具中的应用。
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