CN102617973B - 高熔体强度的汽车尾翼专用组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高熔体强度的汽车尾翼专用组合物及其制备方法;所述的高熔体强度的汽车尾翼专用组合物选用60~85重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,10~30重量份的苯乙烯-马来酸酐共聚物,3~10重量份的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物以及0.05~0.5重量份的抗氧剂,在双螺杆挤出机中熔融共混挤出制备。该高熔体强度的汽车尾翼专用组合物具有熔体强度高、纵向和横向延伸平衡性好、尺寸稳定性好、热变形温度高、易加工等特点,主要解决国内外耐热ABS吹塑汽车尾翼时存在的熔体强度不够、挂壁不良、热稳定性差、在高低温循环试验中变形、制品表面不平整等问题。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种高熔体强度的汽车尾翼专用组合物及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的快速发展,国内外对汽车尾翼吹塑原料的需求量急剧上升。汽车行业通常都要求汽车尾翼能在95~105℃的环境中放置24~168h不变形,使用普通ABS进行吹塑所得的汽车尾翼无法满足这种高耐热的要求。若使用耐热ABS进行吹塑时,一方面材料中高玻璃化转变温度的耐热单体难以塑化,另一方面,提高加工温度使耐热ABS塑化后,材料的熔体强度下降,造成吹塑成型不良。
目前国内也有吹塑级耐热ABS的相关报道,增加橡胶含量来改善ABS树脂的抗冲击性,然而由于橡胶的高的线性膨胀系数,制得的树脂组合物的尺寸稳定性较差。美国专利US4430478,US5605963和US5696204提出把在乳液聚合工艺中生产的聚合物颗粒与在本体聚合工艺中生产的聚合物颗粒进行混合来改善材料的冲击强度,然而该方法所得的材料的熔体强度较低,吹塑成型性能较差。有文献提出添加高分子量的丙烯酸酯加工助剂来提高熔体强度,然而丙烯酸酯加工助剂与基体的相容性差,且两者的线性膨胀系数相差较大,易产生凹凸不平的表面不良现象。有报道直接添加N-苯基马来酰亚胺类的耐热改性剂可大幅度提高ABS的耐热性能,但材料的韧性很低,熔体强度不够,在吹塑过程中容易产生熔体破裂和壁厚不均的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题,提供一种具有高熔体强度高、纵向和横向延伸平衡性好、尺寸稳定性好、热变形温度高、易加工等特点的高熔体强度的汽车尾翼专用组合物及其制备方法。使用该高熔体强度的汽车尾翼专用组合物,可使吹塑所得的汽车尾翼既具有优良的外观,又能满足汽车产品高耐热的要求。
本发明的工作原理为:通过组分的特殊设计来提高塑料基材的熔体强度和加工性能,同时提高制品的耐热性,主要解决国内外耐热ABS吹塑汽车尾翼时存在的熔体强度不够、挂壁不良、热稳定性差、在高低温循环试验中变形、制品表面不平整等问题。具体为:选用重均分子量为100,000~300,000,马来酸酐含量为15~30%的苯乙烯-马来酸酐共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为1~10%的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物发生交联反应,在基体中形成交联的网络结构,使基体具有很高的熔体强度和很高的韧性,其拉伸强度也很高,解决了熔体型坯下垂过快,厚薄不均等问题,得到纵向和横向延伸平衡性良好的汽车尾翼专用料。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的:
本发明涉及一种高熔体强度的汽车尾翼专用组合物,包括如下重量份数的组分:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 60~85;
苯乙烯-马来酸酐共聚物 10~30;
丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物 3~10;
抗氧剂 0.05~0.5。
优选的,所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重均分子量为100,000~200,000,相对密度为1.03~1.05,平均直径范围为200~1000nm;其中,丁二烯重量百分比含量为10~20%。
优选的,所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物的重均分子量为100,000~300,000,玻璃化转变温度为130~170℃;其中,马来酸酐重量百分比含量为15~30%。
优选的,所述的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的重均分子量为40,000~100,000;其中,甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量百分比含量为1~10%。
本发明还涉及一种制备前述的高熔体强度的汽车尾翼专用组合物的方法,包括如下步骤:
A、将所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和抗氧剂放入高速搅拌机中搅拌,出料,得混合物;
B、将所述混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的机筒温度为180~260℃,螺杆转速为180~600转/分。
优选的,步骤A中,所述搅拌的时间为5~30分钟。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:本发明用苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物发生交联反应得到交联网络结构的方法,一方面可以提高吹塑ABS熔体型坯的熔体强度,另一方面也可以使用苯乙烯-马来酸酐共聚物高玻璃化转变温度的特点来提高吹塑ABS的耐热性能,这既可以保证基体在与普通ABS加工温度相当的温度下就可以完全塑化,解决了因塑化不良而产生的凹坑和凸点问题,又可以提高制品的耐热温度,能够保证汽车尾翼在苛刻的试验条件下保持良好的外观和性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
将60Kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、30Kg苯乙烯-马来酸酐共聚物(15%MAH)、3Kg丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(10%GMA)和0.3Kg抗氧剂,加入到高速混合机中搅拌20分钟后出料,得到混合物。所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重均分子量为100,000~200,000,相对密度为1.03~1.05,平均直径范围为200~1000nm;其中,丁二烯重量百分比含量为10~20%;所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的重均分子量为100,000~300,000,玻璃化转变温度为130~170℃;所述丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的重均分子量为40,000~100,000。
将上述混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的机筒温度为180~260℃,螺杆转速为180~600转/分。
实施例2~3
为了较好地体现上述高熔体强度的汽车尾翼专用组合物的特点,本发明使用了实施例2~3分别比较了不同马来酸酐含量的苯乙烯-马来酸酐共聚物、不同用量的苯乙烯-马来酸酐共聚物、不同甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、不同用量的丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物对材料性能的影响,具体制备方法同实施例1,具体的材料配方详见表1。此外,实施例2、3中的抗氧剂重量份可为0.05~0.5中的任意值,为了增强与实施例1的可比性,在此选用的重量份数为0.3。
对比例1~3
为了较好地体现上述高熔体强度的汽车尾翼专用组合物的特点,本发明使用了对比例1~3分别比较了在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中只添加苯乙烯-马来酸酐共聚物、只添加丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和只添加N-苯基马来酰亚胺类耐热改性剂对材料性能的影响,具体制备方法参考实施例1,具体的材料配方详见表1。
表1 实施例与对比例的材料配方
实施例6、物理性能检测
对于以上根据实施例1~3和对比例1~3制备得到的高熔体强度的汽车尾翼专用组合物,按照同样的注塑条件制备测试样条,具体的物理性能检测项目如下:
拉伸强度:按照ASTM D 178来测量拉伸强度;
弯曲强度和弯曲模量:按照标准ASTM D790(3mm/min)来检测;
悬臂梁式缺口冲击强度:按照ASTM D256(1/8″缺口,23℃)来测量缺口冲击强度;
熔体流动速率:按照ASTM D1238(220℃,10Kg)来测量熔体流动速率;
热变形温度(HDT):在1.82MPa的条件下,按照ASTM D648(1/4″,120℃/hr)来测量热变形温度。
检测结果如表2所示:
表2 实施例与对比例的性能对比
通过表2的性能比较,可以看出,单一添加苯乙烯-马来酸酐共聚物或单一添加丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物时,材料性能和熔体强度较低。只有同时添加苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物两种物质,才能使基体形成交联的网状结构,提高熔体强度,解决吹塑过程中产生的不良问题。当丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物用量相同时,随着苯乙烯-马来酸酐共聚物用量的增加,材料的热变形温度提高,熔融指数下降。与耐热ABS相比,同时添加苯乙烯-马来酸酐共聚物和丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物两种物质的ABS的耐热水平相当,但熔体强度更高。与市售的锦湖日丽ABSBM510相比,用交联技术得到的产品的耐热性能更高,熔体强度更高,在实际的吹塑过程中制品的表面更平整。本领域的普通技术人员可容易地实现本发明,许多更改和变化,如增加其它助剂(如加入润滑剂以改善加工性能),可视为属于所附权利要求限定的本发明范围内。
Claims (3)
2.一种制备如权利要求1所述的高熔体强度的汽车尾翼专用组合物的方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、将所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯腈-苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和抗氧剂放入高速搅拌机中搅拌,出料,得混合物;
B、将所述混合物经过双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机的机筒温度为180~260℃,螺杆转速为180~600转/分。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征是,步骤A中,所述搅拌的时间为5~30分钟。
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