TW201542668A - 用於丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物之複合式安定劑 - Google Patents

用於丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物之複合式安定劑 Download PDF

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Chen-Kai Chen
Cheng-Wei Chen
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Abstract

一種用於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的複合式安定劑，複合式安定劑包括一抗氧化劑以及一多元醇(酯)安定劑。相對於100重量份之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，抗氧化劑的含量為0.05至0.5重量份。相對於100重量份之丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，多元醇(酯)安定劑的含量為0.01至2重量份。

Description

用於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物之複合式安定劑
本發明關於一種複合式安定劑，且特別是一種用於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物之複合式安定劑。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有良好的化學穩定性、機械強度、抗衝擊強度以及電器絕緣性。此外，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物易於加工、成品的尺寸穩定，且表面光澤性好，是一種用途非常廣泛的熱塑性工程塑料。目前丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物被廣泛用於汽車、機械、儀器儀表等工業。
然而，目前市面上通用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其耐熱溫度為80~90℃，對於一些電子電器的技術領域，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的耐熱溫度不符需求。
在大陸專利CN 103571129中，是利用聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物形成合膠，來提高丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的耐熱性。而聚碳酸酯與丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物所形成的合膠還同時也提高了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的機械強度和耐燃性。另外，大陸專利CN 102532787中也提到利用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、耐熱劑、增韌劑和相容劑形成合膠材料來提高通用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的耐熱性。由此可看出，目前已有許多將通用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂形成合膠來提高耐熱性的方法。
本發明實施例提供一種用於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(以下簡稱ABS共聚物)的複合式安定劑，此複合式安定劑可提升ABS共聚物的顏色穩定性。
本發明實施例提供一種用於ABS共聚物的複合式安定劑，複合式安定劑包括一抗氧化劑以及一多元醇(酯)安定劑。相對於100重量份之ABS共聚物，抗氧化劑的含量為0.05至0.5重量份。相對於100重量份之ABS共聚物，多元醇(酯)安定劑的含量為0.01至2重量份。
綜上所述，本發明提供一種用於ABS共聚物之複合式安定劑，此複合式安定劑包括抗氧化劑、多元醇(酯)安定劑以及滑劑。複合式安定劑能夠提升ABS共聚物的熱穩定性以及顏色穩定性。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
本發明實施例提供一種用於ABS共聚物的複合式安定劑，此複合式安定劑包括抗氧化劑、多元醇(酯)安定劑以及滑劑。詳細而言，相對於100重量份之ABS共聚物，抗氧化劑的含量為0.05至0.5重量份。而抗氧化劑是選自由：受阻酚類抗氧化劑、磷系抗氧化劑以及硫系抗氧化劑所組成的群組中至少一種。
舉例來說，受阻酚類抗氧化劑是選自由：四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(以下簡稱抗氧化劑1010)、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(以下簡稱抗氧化劑245)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(以下簡稱抗氧化劑1330)、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(以 下簡稱抗氧化劑3114)、三(丁基甲酚基)丁烷(以下簡稱抗氧化劑AO-30)、4,4'-亞丁基雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(以下簡稱抗氧化劑AO-40)、4,4'-亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)(以下簡稱抗氧化劑AO-30)、N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼(以下簡稱抗氧化劑1024)、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(以下簡稱抗氧化劑1098)、2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(以下簡稱抗氧化劑246)，以及3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸異辛酯(以下簡稱抗氧化劑1135)所組成的群組中至少一種。
磷系抗氧化劑是選自由：3,9-二(2,4-二枯基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷(以下簡稱抗氧化劑9228)、三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯(以下簡稱抗氧化劑168)、雙十八烷基季戊四醇亞磷酸酯(以下簡稱抗氧化劑P800)、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(以下簡稱抗氧化劑626)，以及2,4,8,10-四(1,1-二甲乙基)-6-[(2-乙己基)氧]-12H-二苯基[d,g][1,3,2]二氧磷雜八環(以下簡稱抗氧化劑HP-10)所組成的群組中至少一種。
硫系抗氧化劑則是選自由：硫代二丙酸雙十八醇酯(以下簡稱抗氧化劑DSTDP)、硫代二丙酸雙十二烷酯(以下簡稱抗氧化劑DLTDP)、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(以下簡稱抗氧化劑S4P)、雙季戊四醇六(3-月桂基硫代丙酸酯)、2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚(以下簡稱抗氧化劑S6P)、2,4-二(正十二烷基硫亞甲基)-6-甲基苯酚(以下簡稱抗氧化劑1726)、2,4-二(正辛烷基硫亞甲基)-6-甲基苯酚(以下簡稱抗氧化劑152)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚(以下簡稱抗氧化劑565)，以及硫代二乙撑雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](以下簡稱抗氧化劑S35)所組成的群組中至少一種。
須說明的是，在本實施例中，受阻酚類抗氧化劑優選為抗氧化劑1010，磷系抗氧化劑優選為抗氧化劑168，硫系抗氧化劑則優選為抗氧化劑S4P。
除此之外，相對於100重量份之ABS共聚物，多元醇(酯)安定劑的含量為0.01至2重量份。而多元醇(酯)安定劑是選自由：二元醇(酯)分子、三元醇(酯)分子、四元醇(酯)分子以及六元醇(酯)分子所組成的群組中至少一種。具體來說，二元醇(酯)分子具有下列結構式：R 1 O(CH 2 ) n OR 1
上述二元醇(酯)分子的結構式中，n選自2-18，R1選自氫原子及官能基(C=O)CmH2m+1，而m選自8-19。舉例來說，二元醇(酯)分子是選自由1,9-壬二醇、1,18-十八烷二醇、己二酸二辛酯、癸二酸二壬酯，以及單硬脂酸甘油酯(Glyceryl Monostearate，以下簡稱GMS)所組成的群組中至少一種。在本實施例中，二元醇(酯)分子優選為1,9-壬二醇以及GMS。另外，三元醇(酯)分子選自由下列基團所組成之群組：
上述三元醇(酯)分子的結構式中，R2選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19。舉例來說，二元醇(酯)分子是選自由丙三醇(以下簡稱甘油)、月桂酸二甘油酯、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三月桂酸酯，以及三羟甲基丙烷三硬脂酸酯所組成的群組中至少一種。而在本實施例中，三元醇(酯)分子優選為甘油。此外，四元醇(酯)分子具有下列結構式：
上述四元醇(酯)分子的結構式中，R3選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19。詳細而言，四元醇(酯)分子是選自由季戊四醇(以下簡稱PETP)、季戊四醇四硬脂酸酯(Pentaerythritol Stearate，以下簡稱PETS)，以及季戊四醇二硬脂酸酯(以下簡稱PEDS)所組成的群組中至少一種。在本實施例中，PETP、PETS以及PEDS皆為良好的安定劑。
此外，六元醇(酯)分子具有下列結構式：
上述六元醇(酯)分子的結構式中，R4選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19。詳細而言，在本實施例中，六元醇(酯)分子可以是六羟甲基三聚氰胺(以下簡稱HMM)。
除此之外，相對於100重量份之ABS共聚物，滑劑的含量為0.3至3.0重量份。滑劑是選自由醯胺類滑劑以及皂類滑劑所組成的群組中至少一種。詳細而言，醯胺類滑劑是選自由N,N'-亞乙基雙硬脂醯胺(Ethylene Bis Stearamide，以下簡稱EBS)、油酸醯胺以及芥酸醯胺所組成的群組中至少一種。而皂類滑劑是選自由硬脂酸鋅以及硬脂酸鈣所組成的群組中至少一種。在本實施例中，醯胺類滑劑優選為EBS，而皂類滑劑優選為硬脂酸鈣。
接下來，將利用上述添加劑混合ABS共聚物來製備出具有複合式安定劑之ABS聚合物，以介紹本發明多個實施例以及多個對比例的組成比例。所述組成比例僅用來說明本發明的實施例，並非用以限定本發明。須說明的是，在本發明實施例中所使用的ABS共聚物是由丙烯腈-苯乙烯共聚物以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯高膠粉所組成。在本實施例中，丙烯腈-苯乙烯共聚物的含量為50-80wt%，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯高膠粉的含量為20-50wt%。然而，本發明實施例不限定ABS共聚物的組成比例以及組成方法。
實施例1
在實施例1具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168以及抗氧化劑S4P，多元醇(酯)安定劑是選用PEDS。而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是：100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、0.2重量份抗氧化劑S4P、1重量份PEDS以及1重量份EBS。
須說明的是，ABS聚合物的製造方法為，將上述成分混合均勻後，加入雙螺桿押出機進行擠出、造粒。而押出機的溫度為190℃至220℃。主螺桿轉速為200轉/分鐘，入料速度為6轉/分鐘。擠出物會再經過冷卻、風乾、切粒、乾燥的過程以製備出具有複合式安定劑之ABS聚合物。
實施例2
在實施例2具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS。而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是：100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、1重量份PETS以及1重量份EBS。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例3
在實施例3具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168以及抗氧化劑1010，多元醇(酯)安定劑是選 用GMS。而滑劑是選用硬脂酸鈣。各成分的組成比例分別是：100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、0.2重量份抗氧化劑1010、2重量份GMS以及0.2重量份硬脂酸鈣。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例4
在本實施例具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS。而滑劑是選用硬脂酸鈣。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、2重量份PETS以及0.2重量份硬脂酸鈣。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例5
在本實施例具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS以及1,9-壬二醇。而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、1重量份PETS、0.1重量份1,9-壬二醇以及1重量份EBS。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例6
在本實施例具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS以及甘油。而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、1重量份PETS、0.08重量份甘油以及1重量份EBS。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例7
在本實施例具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS以及PETP。 而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、1重量份PETS、0.05重量份PETP以及1重量份EBS。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
實施例8
在本實施例具有複合式安定劑之ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑168，多元醇(酯)安定劑是選用PETS以及HMM。而滑劑是選用EBS。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑168、1重量份PETS、0.02重量份HMM以及1重量份EBS。另外，製備ABS複合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
上述實施例1-8的組成比例整理如表1：
對比例1
在對比例1的ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑P800，而滑劑是選用EBS以及硬脂酸鈣。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑P800、2重量份EBS以及0.2重量份硬脂酸鈣。另外，製備ABS聚合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
對比例2
在對比例2的ABS聚合物中，抗氧化劑是選用抗氧化劑P800，而滑劑是選用EBS以及硬脂酸鋅。各成分的組成比例分別是，100重量份ABS共聚物、0.2重量份抗氧化劑P800、2重量份FBS以及0.2重量份硬脂酸鋅。另外，製備ABS聚合物的方法和實施例1相同，在此不多做贅述。
上述對比例1-2的組成比例整理如表1：
另外，製備出的實施例1-8以及對比例1-2會經過耐熱測試，以說明本發明安定劑具有熱安定性以及顏色穩定性的功效。詳細而言，耐熱的測試方式包括三種，分別是烘箱測試、長期烘箱測試以及室內測試。在烘箱測試中，是將上述實施例1-8以及對比例1-2的ABS複合物粒子，放入恆溫烘箱內3小時，烘箱的溫度為150℃。在長期烘箱測試中，是將上述實施例1-8以及對比例1-2的ABS複合物粒子，放入恆溫烘箱內2-4週，烘箱的溫度為50℃。而在室內測試中，則是將ABS複合物粒子放置在室內不照光的位置2-4週。
測試完的粒子會放入微型射出機中，加熱3.5分鐘後射出於50℃圓扁形模具，以形成圓形測色片。而微型射出機的射出槍溫度為230℃，保壓為300bar x 30s。之後，會測量圓形測色片的白值(White Index,WI)。須說明的是，WI值可以用來代表ABS聚合物的熱安定性以及顏色穩定性。WI值越高，ABS聚合物的熱安定性以及顏色穩定性越高。
實施例1-8測試完的結果如下表3所示，而對比例1-2測試完的結果則如下表4所示。
實施例1-8為根據本發明複合式安定劑的比例配方，所製備的ABS聚合物。而對比例1-4為根據目前現有的複合式添加劑的比例配方，所製備出的ABS聚合物。表3為實施例1-8的耐熱測試結果，表4為對比例1-2的耐熱測試結果。請參閱表3、4的內容。
從表3的內容可知，實施例1-8的WI初始值皆大於35。在長期烘箱測試中，經過7天的耐熱測試，實施例1-8的WI值皆大於20，且特別是實施例2、6-8的WI值皆大於28。而經過了14 天的耐熱測試，實施例2、6-8的WI值還能維持在大於25的數值中。然而，從表4的內容可知，對比例1-2的WI初始值皆小於33。在長期烘箱測試中，經過7天的耐熱測試，對比例1-2的WI值已下降至23以下。而經過了14天的耐熱測試，WI值則掉至20以下。
另外，在室內測試中，經過7天的耐熱測試，實施例1-8的WI值皆大於30，且特別是實施例4、7的WI值皆大於37。而經過了14天的耐熱測試，實施例4、7的WI值還能維持在大於35的數值中。然而，經過7天的耐熱測試，對比例1、2的WI值皆小於30。經過了14天的耐熱測試，對比例1、2的WI值則降至29以下。
在烘箱測試中，實施例1-8的WI值皆大於25，且特別是實施例4的WI值甚至能維持在30以上。然而，相較於實施例1-8，對比例1-2經過烘箱測試的結果則發現，WI直接小於23。換句話說，不論是在長短期或者是高低溫的測試中，實施例1-8皆有較高的WI值，確實能表現出良好的熱穩定性以及顏色穩定性。
綜上所述，本發明提供一種用於ABS共聚物之複合式安定劑，此複合式安定劑包括抗氧化劑、多元醇(酯)安定劑以及滑劑。複合式安定劑能夠提升ABS共聚物的熱穩定性以及顏色穩定性。
以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。

Claims (12)

  1. 一種用於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的複合式安定劑，包括：一抗氧化劑，相對於100重量份之一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，該抗氧化劑的含量為0.05至0.5重量份；以及一多元醇(酯)安定劑，相對於100重量份之該丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，該多元醇(酯)安定劑的含量為0.01至2重量份。
  2. 如請求項1所述之複合式安定劑，其中該丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物包括：一丙烯腈-苯乙烯共聚物，而該丙烯腈-苯乙烯共聚物的含量為50-80wt%；以及一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯高膠粉，而該丙烯腈-丁二烯-苯乙烯高膠粉的含量為20-50wt%。
  3. 如請求項1所述之複合式安定劑，其中該多元醇(酯)安定劑是選自由二元醇(酯)分子、三元醇(酯)分子、四元醇(酯)分子以及六元醇(酯)分子所組成的群組中至少一種。
  4. 如請求項3所述之複合式安定劑，其中該二元醇(酯)分子具有下列結構式：R 1 O(CH 2 ) n OR 1 其中n選自2-18，R1選自氫原子及官能基(C=O)CmH2m+1，而m選自8-19；該三元醇(酯)分子選自由下列基團所組成之群組： 以及 其中R2選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19；該四元醇(酯)分子具有下列結構式： 其中R3選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19；該六元醇(酯)分子具有下列結構式： 其中R4選自氫原子及官能基(C=O)CnH2n+1，n選自8-19。
  5. 如請求項4所述之複合式安定劑，其中該二元醇(酯)分子是選自由1,9-壬二醇、1,18-十八烷二醇、己二酸二辛酯、癸二酸二壬酯以及單硬脂酸甘油酯所組成的群組中至少一種。
  6. 如請求項4所述之複合式安定劑，其中該三元醇(酯)分子是選自由丙三醇、月桂酸二甘油酯、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三月桂酸酯以及三羟甲基丙烷三硬脂酸酯所組成的群組中至少一種。
  7. 如請求項4所述之複合式安定劑，其中該四元醇(酯)分子是選自由季戊四醇、季戊四醇四硬脂酸酯以及季戊四醇二硬脂酸酯所組成的群組中至少一種。
  8. 如請求項4所述之複合式安定劑，其中該六元醇(酯)分子包括六羟甲基三聚氰胺。
  9. 如請求項1所述之複合式安定劑，其中該抗氧化劑是選自由受阻酚類抗氧化劑、磷系抗氧化劑以及硫系抗氧化劑所組成的群組中至少一種。
  10. 如請求項9所述之複合式安定劑，其中該受阻酚類抗氧化劑是選自由四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、三(丁基甲酚基)丁烷、4,4'-亞丁基雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4'-亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)、N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺、2,2'-亞甲基雙-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)以及3,5-二叔丁基-4-羥基苯丙酸異辛酯所組成的群組中至少一種。
  11. 如請求項9所述之複合式安定劑，其中該磷系抗氧化劑是選自由3,9-二(2,4-二枯基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷、三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、雙十八烷基季戊四醇亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯以及2,4,8,10-四(1,1-二甲乙基)-6-[(2-乙己基)氧]-12H-二苯基[d,g][1,3,2]二氧磷雜八環所組成的群組中至少一種。
  12. 如請求項9所述之複合式安定劑，其中該硫系抗氧化劑是選自由硫代二丙酸雙十八醇酯、硫代二丙酸雙十二烷酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、雙季戊四醇六(3-月桂基硫代丙酸酯)、2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、2,4-二(正十二烷基 硫亞甲基)-6-甲基苯酚、2,4-二(正辛烷基硫亞甲基)-6-甲基苯酚、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚以及硫代二乙撑雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]所組成的群組中至少一種。
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