CN1609141A - 高自润滑、高耐磨abs工程塑料合金及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料合金及其制造方法，特别涉及一种高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金及制造方法。解决了单一ABS自润滑性、耐磨性、耐热性、耐候性、阻燃性都较差的缺陷。高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其组成成分及重量配比为：ABS 70－100份，SMA、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物、热塑性聚胺酯弹性体中的一种5－20份，玻璃微珠10－25份，钛酸钾晶须5－20份，硅油1－5份，聚四氟乙烯3－10份，超高分子量聚乙烯0－15份，石墨/二硫化钼0－8份，分散剂A 0.5－1.5份，分散剂B 0.5－1.0份，抗氧剂0.4－1.0份，光稳定剂0.3－0.5份。可广泛用作要求有良好自润滑性和耐磨性的制品，如轿车门内基板和门柱等内饰件以及动力传动传导的零部件。可广泛用作要求有良好自润滑性和耐磨性的制品，如轿车门内基板和门柱等内饰件以及动力传动传导的零部件。

Description

高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金及制造方法

技术领域：本发明涉及一种塑料合金及其制造方法，特别涉及一种高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金及制造方法。

背景技术：ABS树脂是在聚苯乙烯(PS)树脂改性基础上发展起来的三元共聚物(丙烯晴——丁二烯——苯乙烯)它是介于工程塑料和通用塑料之间的一种有良好综合性能及易加工成型的热塑性树脂。随着科技进步与否工业发展，ABS树脂在机电、化工、军工、电子电器等领域的应用越显广泛，生产量大增，发展极快。但由于ABS树脂本身存在许多性能上的不足与缺陷，如自润滑性、耐磨性、耐热性、耐候性、阻燃性差，妨碍与限制了ABS树脂的进一步应用。因此，对ABS的改性研究备受人们关注。目前，ABS的改进工作性产品大都将聚碳酸酯(PC)与ABS共混制备PC/ABS合金，在性能上可以取长补短，以取代PC用于某些领域，其它尚有ABS/PVC、ABS/PA、ABS/PMMA、ABS/TPC等塑料合金，主要是改善或提高其抗冲击性、刚性、耐热性及阻燃性等性能，但工业化产品不多，主要集中在研发PC/ABS类塑料合金。通过合金化改性技术，提高ABS树脂的自润滑性与耐磨性，作为耐一定高温中等以上载荷和转速下的动力传动传导另部件，拓展ABS在磨擦学领域的应用，是一种有竞争力的新型功能化的塑料合金，不论在科研上或生产上都有广阔的前景。但是目前却无这方面的研究报道。

发明内容：本发明需要解决的技术核心问题是提高ABS树脂的自润滑性与耐磨性，同时提高其耐热性、耐冲击性与耐候性。本发明的技术思路是采用物理共混法与化学方法在ABS树脂中采用耐高温树脂改性与引入硅油配合复合减摩抗磨剂及抗老化耐候性助剂，以改变ABS树脂的分子链结构及其分布，或改变其聚集状态，从而提高其各项性能。采用以下技术手段：1、遴选与ABS树脂相容性好的高耐热树脂(SMA)共混改性制得ABS/SMA塑料合金；2、复合抗磨改性技术，采用具有抗磨、增强、耐高温的玻璃微珠与钛酸钾晶须进行共混改性；3、复合减摩改性技术，引入由固液体润滑剂组成的复合减摩剂。液体润滑剂是硅油，固体润滑剂是聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)、石墨与二硫化钼。

抗磨减摩多功能结构，玻璃微珠起着稳定的硬支点作用，强力抵抗磨粒磨损过程中的抗刨、抗削、抗犁的破坏，以微粒状分散于基体的硅油，表面上形成一层长效的润滑油膜，起着不断加油润滑的作用，聚四氟乙烯则在表面上形成一层转移膜，超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)又起着抗疲劳的作用，液体与固体二类物质产生协同作用，在摩擦磨损过程中表现出极其良好的稳定性。

本发明的技术方案为：高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其组成成分的重量配比为：

材料名称	份
		ABS	70～100
SMA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性聚胺酯弹性体中的一种	5～20
		玻璃微珠	10～25
钛酸钾晶须	5～20
		硅油	1～5
聚四氟乙烯	3～10
		超高分子量聚乙烯	0～15
石墨/二硫化钼	0～8
		分散剂A	0.5～1.5
分散剂B	0.5～1.0
		抗氧剂	0.4～1.0
光稳定剂	0.3～0.5

其中ABS可为通用型、抗冲型、阻燃型、耐温型；SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)可为通用型与高耐热型；玻璃微珠粒径小于65um，钛酸钾晶须直径0.3um～1.5um、长5um～50um，硅油的运动粘度0.001～0.06m²/S，聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯的分子量大于150万，分散剂A为硅烷型偶联剂，分散剂B为脂肪酸类表面活性剂-硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺，抗氧剂为受阻酚类或受阻胺类抗氧剂，光稳定剂为紫外线吸收剂(二苯甲酮类)或受阻胺类光稳定剂。

制造方法：

采用一次挤出法：根据高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金的组成配比，在通用高速混合机内，按上述配比依次加入各组份，其中ABS在80±5℃的干燥器中预先充分干燥后加入，高速混合机升温到80±5℃混合搅拌5～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金。

本发明的有益效果：

本发明是创制一种新型功能型工程塑料合金，使通用塑料ABS树脂工程化，成为性能优异的新材料，扩大了ABS树脂的应用范围及使用价值。可广泛用作要求有良好自润滑性和耐磨性的制品，如轿车门内基板和门柱等内饰件以及动力传动传导的另部件。目前，ABS树脂产量大、发展快、价格大大低于尼龙(PA)，聚碳酸酯(PC)等工程塑料，且易加工成型。本发明采用的合金化改性技术赋于ABS树脂永久性优良的摩擦磨损性能，又提高了耐热性、抗冲击性、耐候性以及尺寸稳定，具有优良的性能价格比，在摩擦磨损领域里的应用会显示出极强的生命力。

本发明的高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金的摩擦磨损性能：摩擦系数＜0.15，磨损量＜0.3mg。

具体实施方式，实施例1-5的组份重量配比见下表：

材料名称	1号(份)	2号(份)	3号(份)	4号(份)	5号(份)
						ABS	85	85	80	85	90
苯乙烯-马来酸酐共聚物	10	10	15
						苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物					5
热塑性聚胺酯弹性体				10
						玻璃微珠	25	15	20	20	15
钛酸钾晶须	5	8	5	15	5
						硅油	3	2	4	3	3
聚四氟乙烯	4	8	6	5	7
						超高分子量聚乙烯	8		5	10
石墨/二硫化钼				6	8
						硅烷型偶联剂	0.8	1.0	1.2	1.0	1.0

硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺中的一种或两种	0.5	0.7	0.5	0.8	0.5
						四季戊四醇酯或四双膦酸酯	0.8	0.5	0.8	0.6	0.8
二苯甲酮类或受阻胺类光稳定剂	0.3	0.5	0.3	0.4	0.3

上述配方中，ABS：实施例1、2、3中ABS为通用型；实施例4为阻燃(聚酯或聚醚)型；实施例5为耐高温型；苯乙烯-马来酸酐共聚物：在实施例1、2中苯乙烯-马来酸酐共聚物为耐高温型，法国ATO公司生产，实施例3中为普通型，上海石油化工研究院生产；在实施例4为热塑性聚胺酯弹性体，为聚脂型JZ-5180，为天津尧舜聚氨酯弹性体有限公司生产；在实施例5中为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物为YH-792，巴陵石化岳阳化工总厂生产；在实施例1中超高分子聚乙烯分子量大于150万；分散剂A为硅烷偶联剂型KH-550，南京曙光化工厂生产；分散剂B为硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺中的一种或两种，硬脂酸钙由上海延安油脂厂生产，双硬脂酸酰胺由上海塑料助剂总厂生产，实施例1为双硬脂酸酰胺，实施例2为4份硬脂酸钙+3份双硬脂酸酰，实施例3为硬脂酸钙，实施例4为5份硬脂酸钙+3份双硬脂酸酰，实施例5为为硬脂酸钙；抗氧剂：实施例1、3、5为受阻酚类抗氧剂四季戊四醇酯，牌号1010，浙江金海雅宝化工有限公司生产，实施例2、4为受阻胺类抗氧剂四双膦酸酯，牌号P-EPQ，瑞士汽巴精化生产；实施例1、3光稳定剂为二苯甲酮类，牌号UV-531，瑞士汽巴精化生产，实施例2、4、5光稳定剂为受阻酚类，牌号770，瑞士汽巴精化生产。其余原料都是市场常规原料，采购使用均可达到本发明的效果。

实施例1～5的制造方法：配方参见上述1～5号配方，采用一次挤出法造粒，在高速混合机内，按上述配方依次加入各组份，其中ABS在干燥器中经80～85℃预先充分干燥后加入，高速混合机达80±5℃，继续混合搅拌5～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金。

实施例6：复合增强抗磨剂复合物的配比及表面技术处理，玻璃微珠/钛酸钾晶须＝15～30/5～20，以重量计100份，在高速混合机内混合，升温至100±5℃，加入分散剂A——烷偶联剂KH-550，以0.5～1.5与分散剂B——稀释剂1∶2～5配制溶剂进行表面技术处理，继续混合搅拌3～5分钟，复合增强抗磨剂以重量份计，配用量为20～30份。

实施例7：复合润滑减摩剂的配比与配制方法，硅油/聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯/分散剂(硅烷型)＝1～5/8～20/10～30/0.4～1.0，以重量计100份，依次加入高速混合机进行搅拌混合，温度达90±5℃，，继续混合搅拌4～8分钟，复合润滑减摩剂以重量份计，配用量为10～20份。

实施例8：石墨/二硫化钼的配比与配制法，石墨/二硫化钼/分散剂(硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺)＝10～20/1～10/0.4～1.0，以重量计100份，在高速混合机内混合，升温至100±5℃，加入分散剂，继续混合搅拌3～8分钟，配用量为6～8份(用于黑色制品)。

实施例9：将80份ABS、10份SMA、25份复合增强抗磨剂复合物、15份复合润滑减摩剂、7份石墨/二硫化钼、0.6份酚类与硫醚类复配物、0.3份受阻胺类光稳定剂按实施例1～5的制造方法制成高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金。

实施例10：热塑性聚胺酯弹性体，为聚醚型JZ-1180，为天津尧舜聚氨酯弹性体有限公司生产，其余与实施例4相同。

Claims (10)

1、高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其组成成分及重量配比为： 材料名称 份 ABS 70～100 SMA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、热塑性聚胺酯弹性体中的一种 5～20 玻璃微珠 10～25 钛酸钾晶须 5～20 硅油 1～5 聚四氟乙烯 3～10 超高分子量聚乙烯 0～15 石墨/二硫化钼 0～8 分散剂A 0.5～1.5 分散剂B 0.5～1.0 抗氧剂 0.4～1.0 光稳定剂 0.3～0.5

2、根据权利要求1所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其特征是：ABS树脂是通用型、耐温型、抗冲型、阻燃型中的一种。

3、根据权利要求1所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其特征是：玻璃微珠粒径＜65um，钛酸钾晶须直径0.2～1.5um，长10um～150um。

4、根据权利要求1所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其特征是：超高分子量聚乙烯分子量＞150万，硅油的运动粘度0.001～0.06m²/S，聚四氟乙烯粒度＜80um。

5、根据权利要求1所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其特征是：分散剂A为硅烷型偶联剂，分散剂B为脂肪酸类表面活性剂，抗氧剂为受阻酚类或受阻胺类抗氧剂。

6、根据权利要求5所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金，其特征是：分散剂B为硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺中的一种或两种，抗氧剂为四季戊四醇酯或四双膦酸酯中的一种。

7、权利要求1所述高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金的制备方法，其特征是：采用一次挤出法造粒，根据权利要求1的组成成份及重量配比依次加入高速混合机，其中ABS树脂在80～85℃的干燥器中充分预干燥后加入，升温至80±5℃混合搅拌5～10分钟，挤出造粒，制得高自润滑、高耐磨ABS工程塑料合金。

8、根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：先制备复合增强抗磨剂，玻璃微珠/钛酸钾晶须＝15～30/5～20，以重量计100份，在高速混合机内混合，升温至100±5℃，加入分散剂A-硅烷偶联剂KH-550，以0.5～1.0与分散剂B硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺中的一种或两种1∶2～5配制溶剂进行界面技术处理，继续混合搅拌3～5分钟，其配用量为20～30份。

9、根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：先制备复合润滑减摩剂，超高分子量聚乙烯/硅油/聚四氟乙烯/分散剂＝10～30/1～5/8～20/0.4～1.0，以重量计100份，先加入超高分子量聚乙烯与聚四氟乙烯混合搅拌，在高速混合机内混合，温度达90±5℃，依次加入分散剂与硅油，继续混合搅拌4～8分钟，其配用量为10～20份。

10、根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：石墨/二硫化钼的配比与配制法，石墨/二硫化钼/分散剂＝10～20/1～10/0.4～1.0，以重量计100份，在高速混合机内混合，升温至100±5℃，加入脂肪酸类分散剂，即硬脂酸钙或双硬脂酸酰胺单用或复合配用，继续混合搅拌3～5分钟，配用量为6～8份。