CN1721474A - 一种强力分散、耐冲击abs色母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强力分散、耐冲击ABS色母粒及其制备方法。本发明的强力分散、耐冲击ABS色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～50％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、高分子增容剂0.5～20％、冲击改性剂1～20％、热稳定剂0.1～2％、加工助剂0～10％、填料0～40％。本发明提供的ABS色母粒应用于ABS制品的着色，具有强力分散、耐冲击的性能，克服了现有ABS色母粒着色容易产生流纹、色泽不均、色差较大和耐冲击性能变差等问题。同时，本发明ABS色母粒的制备方法简单实用，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及塑料着色领域，具体的说涉及一种用于ABS塑料外壳着色的ABS色母粒及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，目前其生产方法有共混法、共聚法和乳液接枝法三大类。通过调节三种单体的配比，可制备性能不同、牌号各异的树脂，如超高抗冲击型、高抗冲击型、通用型和特殊型等。ABS无毒、无味，兼具韧、硬、刚特性，成型加工方便，综合性能优良，在家用电器、轻工文体用品、汽车工业和化学工业等领域应用十分广泛。
ABS的着色方法有色粉着色、染色拉粒着色和色母粒着色三种方法。直接采用色粉着色时，着色非常简单，但存在容易产生色点、色差不易控制、对环境污染较大的缺点。染色拉粒着色是将ABS和色粉混合后采用混炼设备如双螺杆挤出机进行熔融共混，从而制得着色的ABS胶粒。与采用色粉着色相比，拉粒着色效果有了很大的提高，但ABS需经历两次热历史，不仅提高了生产成本，而且在一定程度上损害了制品的机械性能。采用色母粒着色时，颜料经过预处理并均匀分散于载体树脂中，大大提高了颜料的分散性能和着色效率，具有操作简单、成本低廉、对环境无污染等优点。
ABS色母粒一般采用ABS为载体，ABS三元共聚的分子结构和组成导致各种牌号的ABS色泽存在一定差异，这对于制品的着色极为不利。以ABS为载体的色母粒进行着色时，由于载体流动性能较差，而添加比例较小(一般为4phr)，容易出现流纹、色泽不均、色差不易控制等问题。特别是对于白色家电如空调、冰箱和洗衣机等，一些特别白的部件着色时要求色母粒中钛白粉的含量高达40～60％，对制件的冲击强度有一定影响，导致一些有螺丝孔的部件容易裂开。因此，如何解决ABS色母粒着色时容易产生流纹、色泽不均、色差较大和抗冲击性能变差等问题，是ABS着色时需迫切解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有ABS色母粒着色时存在的问题，提供一种强力分散、耐冲击ABS色母粒，其应用于ABS制品的着色时可以克服容易产生流纹、色泽不均、色差较大和抗冲击性能变差等问题。
本发明的另一个目的是提供上述ABS色母粒的制备方法。
本发明的强力分散、耐冲击ABS色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～50％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、高分子增容剂0.5～20％、冲击改性剂1～20％、热稳定剂0.1～2％、加工助剂0～10％、填料0～40％。
上述载体为高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-丁二烯共聚物(K胶)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的一种或多种的混合物。这些聚合物作为载体具有较好的流动性能，容易挤出加工，而且与ABS具有较好的相容性。
上述色粉为无机颜料、有机颜料或染料；所述的无机颜料为钛白粉(二氧化钛)、碳黑或立德粉等；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料等。
上述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、(乙烯-醋酸乙烯)共聚物蜡、聚酰胺蜡(EBS、改性EBS等)中的一种或多种的混合物。这些低分子组分在加工过程中优先熔融并包覆在颜料颗粒表面，从而起到促进颜料的分散并使之稳定化的作用。
上述高分子增容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐(HIPS-g-MAH)、K胶接枝马来酸酐中的一种或多种的混合物。本发明采用的高分子增容剂含有马来酸酐，与无机颜料或填料如钛白粉、立德粉、碳酸钙、滑石粉等具有一定的反应活性，包覆在无机颜料和填料的表面，有效提高色母粒中无机物与载体树脂的相容性，提高着色的均匀性和稳定性。
上述冲击改性剂为SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、SEBS(苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物)等弹性体中的一种或多种的混合物，这些弹性体与ABS具有良好的相容性，在基体中分散良好并能有效吸收冲击能，使ABS的冲击性能保持良好。
上述热稳定剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。酚类抗氧剂，如BHT、1076、1010；亚磷酸酯如168。热稳定剂的加入可以避免色母粒加工过程中载体树脂发生降解，达到保持色母粒颜色稳定的作用。
上述加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油或聚硅酮中的一种或多种的复合物。加工助剂的加入可以降低物料与机筒、模具表面的摩擦力，解决了表面光泽度不佳、脱模困难等问题。
上述填料为碳酸钙、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
本发明的强力分散、耐冲击ABS色母粒的制备方法为：将各组分按比例配料，然后在高速混合机中混合5～20分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在180～200℃，螺杆转速为80～400r/min，通过螺杆或转子的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行造粒、干燥制得本发明的色母粒。
本发明也可以将高速混合机中混合好的物料先采用密炼机密炼，然后采用螺杆挤出机造粒的工艺路线来制备本发明的色母粒。
本发明的有益效果：本发明提供的ABS色母粒应用于ABS制品的着色时，其具有强力分散、提高耐冲击性能的优点，克服了现有ABS色母粒着色容易产生流纹、色泽不均、色差较大和抗冲击性能变差等问题。同时，本发明ABS色母粒的制备方法简单实用，应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：高抗冲聚苯乙烯35％，钛白粉40％，聚乙烯蜡8％，苯乙烯-马来酸酐共聚物5％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5％，酚类抗氧剂BHT 2％，硬脂酸1％，碳酸钙4％，将各组分按比例配料后，在高速混合机中进行高速混合10分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在190℃，螺杆转速为200r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行造粒、干燥、包装等工序制得本发明的色母粒。
实施例2
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：丙烯腈-苯乙烯共聚物25％，钛白粉30％，EBS 10％，K胶接枝马来酸酐5％，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物5％，亚磷酸酯1681％，聚硅酮2％，硅灰石23％，将各组分按比例配料后，在高速混合机中进行高速混合15分钟，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，温度控制在200℃，螺杆转速为300r/min，通过螺杆的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行造粒、干燥、包装等工序制得本发明的色母粒。
实施例3
在常温常压下，将如下组分和重量百分数：聚苯乙烯30％，苯乙烯-丁二烯共聚物10％，钛白粉15％，立德粉5％，偶氮颜料0.5％，氧化聚乙烯蜡1％，乙烯-醋酸乙烯1.5％，苯乙烯-马来酸酐共聚物0.5％，高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐1％，SBS 6％，SEBS 5％，SIS 5％，酚类抗氧剂10761％，亚磷酸酯1680.5％，硬脂酸2％，硬脂酸盐2％，白矿油2％，聚硅酮2％，碳酸钙3％，滑石粉5％，硅灰石2％，将各组分按比例配料后，在高速混合机中混合，先采用密炼机密炼，然后采用螺杆挤出机造粒制得本发明的色母粒。
为了对比本发明与现有技术的优点，按照对比例1～3配方进行对比试验，对比例1～3的制备方法分别与实施例1～3的制备方法相同。
对比例1
ABS40％，钛白粉40％，EVA蜡5％，EBS3％，热稳定剂10100.14％，热稳定剂1680.6％，硬脂酸锌0.5％，碳酸钙10.5％。
对比例2
ABS40％，钛白粉30％，碳黑0.1％，EVA蜡4％，EBS2％，热稳定剂1010 0.4％，热稳定剂168 0.6％，硬脂酸锌0.5％，滑石粉22.4％。
对比例3
ABS40％，钛白粉15％，酞青蓝1％，EVA蜡3％，EBS3％，热稳定剂1010 0.4％，热稳定剂168 0.6％，硬脂酸锌0.5％，碳酸钙20％，滑石粉16.5％。
将实施例和比较例制备的色母粒，在ABS塑料中添加4phr注塑色板和标准冲击试样，具体对比结果如表1所示。这充分说了本发明的ABS色母粒应用于ABS制品的着色，可以克服现有ABS色母粒着色容易产生流纹、色泽不均、色差较大和抗冲击性能变差等问题。
表1着色效果评价与冲击性能比较
| 试 样 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 |
| 流 纹色 差简支梁缺口冲击强度(gJ/mm2) | 少许≤0.616.8 | 无≤0.617.2 | 无≤0.517.5 | 严重≤1.114.2 | 有≤0.914.5 | 少许≤0.815.1 |
注：相同条件下ABS的简支梁缺口冲击强度为16.4KJ/mm2。
Claims (10)
1、一种强力分散、耐冲击ABS色母粒，由如下组分和重量百分数组成：载体20～50％、色粉0.01～70％、分散剂0～40％、高分子增容剂0.5～20％、冲击改性剂1～20％、热稳定剂0.1～2％、加工助剂0～10％、填料0～40％。
2、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述载体为高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物中的一种或多种的混合物。
3、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述色粉为无机颜料、有机颜料或染料；所述的无机颜料为二氧化钛、碳黑或立德粉等；所述的有机颜料为偶氮颜料、杂环颜料或杂类颜料等。
4、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述分散剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物蜡或聚酰胺蜡中的一种或多种的混合物。
5、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述高分子增容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物、高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐或K胶接枝马来酸酐中的一种或多种的混合物。
6、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述冲击改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种的混合物。
7、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述热稳定剂为酚类抗氧剂或亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
8、如权利要求1所述的色母粒，其特征在于所述加工助剂为硬脂酸、硬脂酸盐、白矿油或聚硅酮中的一种或多种的复合物；所述填料为碳酸钙、滑石粉或硅灰石中的一种或多种的混合物。
9、一种权利要求1所述色母粒的制备方法，其特征在于将各组分按比例配料，然后在高速混合机中混合5～20分钟，采用双螺杆挤出机或密炼机进行熔融共混，温度控制在180～200℃，螺杆转速为80～400r/min，通过螺杆或转子的剪切、混炼使颜料在载体树脂中分散均匀，然后进行造粒、干燥制得本发明的色母粒。
10、一种权利要求1所述色母粒的制备方法，其特征在于将各组分按比例配料，在高速混合机中混合，先采用密炼机密炼，然后采用螺杆挤出机造粒制得本发明的色母粒。
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