CN102719082B - 一种聚苯醚/abs合金及其制备方法 - Google Patents

一种聚苯醚/abs合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚苯醚/ABS合金，它是由以下重量百分比的原料制成：聚苯醚10-60%，ABS10-60%，增韧剂2-20%，相容剂1-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%。本发明还提供了其制备方法：先将聚苯醚和相容剂马来酸酐共混挤出后，再和其他原料一起挤出并造粒。本发明在聚苯醚/ABS合金的制备过程中采用分步混合的相容化技术以及独特的相容剂，改善了聚苯醚与ABS之间的相容性，使得该聚苯醚/ABS合金具备良好的力学性能、优良的外观、高冲击、绝缘性、易加工成型、耐溶剂、可电镀及低成本等优点，具有广泛的应用前景。

Description

一种聚苯醚/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性聚苯醚材料，具体地说，是一种聚苯醚/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚苯醚（Polypheylene ether，PPE）化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，具有良好的力学性能、化学稳定性、介电性能、耐热性及阻燃性，是一种高性能的热塑性工程塑料。但是PPE分子链刚性较大，缺口冲击非常敏感，同时由于其较高的熔体粘度，使其不能注塑成型，因此极大的限制了其使用。目前PPE很少单独使用，90%以上的商品化产品均是与其他高分子聚合物共混或进行化学改性得到。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）的抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
PPE与ABS共混，可以提高PPE的耐溶剂和耐冲击性，改善PPE的表面光泽，并赋予PPE可电镀性以及优异的加工性能。然而，虽然PPE与聚苯乙烯（PS）相容，但PPE与ABS之间结构上完全不相容，要使其达到合金的效果，就必须采用相容化技术。而现今主要采用直接添加相容剂的方法来改善二者之间的相容性，依然存在相容性不理想、性能低、相分离严重及成本较高等诸多缺陷。因此，亟需一种PPE与ABS充分相容、力学性能良好、外观优良、高冲击、易加工成型、耐溶剂的低成本改性PPE材料和其制备方法。但是目前关于这类PPE材料和制备方法还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种聚苯醚/ABS合金。
本发明的再一的目的是，提供一种聚苯醚/ABS合金的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种聚苯醚/ABS合金，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    10-60%，
ABS      10-60%，
增韧剂    2-20%，
相容剂    1-10%，
抗氧剂    0.2-0.6%，
润滑剂    0.2-0.6%。
优选的，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    40%， 
ABS      53%，
增韧剂    4.3%，
相容剂    1.8%，
抗氧剂    0.4%，
润滑剂    0.5%。
优选的，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    44.1%， 
ABS      45%，
增韧剂    5%，
相容剂    5%，
抗氧剂    0.4%，
润滑剂    0.5%。
所述的聚苯醚在25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g，由2,6-二甲基苯酚聚合而成。
所述的ABS平均分子量8-30万；220℃/10kg条件下，熔融指数为5-50g/10min；丙烯腈（AN）含量5-30%。
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。
所述的相容剂为聚苯乙烯（PS）接枝物、氢化三嵌段共聚物（SEBS）接枝物、聚苯醚接枝物和SAN-GMA共聚物及马来酸酐中的一种或几种。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂的复合体系。
所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或硅氧烷中的一种或几种。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
如上所述的聚苯醚/ABS合金的制备方法，所述的制备方法包括下列步骤：
（1）按以下重量百分比秤取聚苯醚97-99.5%，马来酸酐0.5-3%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：经步骤（1）挤出的聚苯醚10-60%，ABS 10-60%，增韧剂2-20%，相容剂5-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%；
（3）将步骤（2）的各原料经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃。
本发明的聚苯醚/ABS合金由于采用了分步混合的相容化技术以及独特的相容剂，改善了聚苯醚与ABS之间的相容性，使本发明的材料具备以下优良特性：
1、力学性能优异；
2、具备优良的外观、高冲击、绝缘性、易加工成型、耐溶剂、可电镀性能；
3、易于加工成型，加工性能优异；
4、制造成本低；
5、满足欧盟RoHS、IEC无卤化及Reach法规要求；
综合以上各项优点可知，本发明的聚苯醚/ABS合金具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
本发明中，所述的“聚苯醚/ABS合金”是指“聚苯醚和ABS合金”，也即“/”是指前后二者为“和”的关系而不是“或”的关系；
所用的PPE为蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司生产的PPE  LXR038、PPE LXR045及PPE LXR050；
所述的增韧剂使用的是美国KRATON公司的Kraton G1650、Kraton G1651、Kraton G1657、Kraton G1660、Kraton G1643；
所述的相容剂聚苯乙烯（PS）接枝物的枝接率为5-20%，如南通日之升高分子新材料有限公司的MPC1501；沈阳科通塑胶有限公司的KT-5等。
所述的相容剂氢化三嵌段共聚物（SEBS）接枝物枝接率为1-5%，如美国KRATON公司的Kraton FG1091、Kraton FG1924；南通日之升高分子新材料科技有限公司的CMG S-05；沈阳科通塑胶有限公司的KT-25等。
所述的相容剂聚苯醚接枝物枝接率为1-3%，如南通日之升公司的CMG S-01。
所述的相容剂SAN-GMA共聚物为苯乙烯缩水甘油酯三元共聚物，其枝接率为1-20%，如南通日之升公司的SAG001、SAG002、SAG005、SAG008、MGE020。
所述的相容剂马来酸酐分子式 C4H2O3，购于南京曙光化工厂。
抗氧剂使用的是受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂复合体系，具体是抗氧剂1098和抗氧剂168的复合体系；
所述的硅氧烷优选使用分子量60000-100000的硅氧烷。
实施例1  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（一）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR045：99.5%，马来酸酐：0.5%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR045：40%，ABS：40%，Karton G1651：10%，聚苯乙烯（PS）接枝物：9.2%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂SR：0.4%；
（3）将上述原料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为245℃。
实施例2  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（二）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR045：99%，马来酸酐：1%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR045：45%以及ABS：39.2%，Karton G1650：5%，，氢化三嵌段共聚物（SEBS）接枝物：10%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂石蜡：0.4%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为400转/分，温度为255℃。
实施例3  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（三）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR035：98%，马来酸酐：2%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR035：40%以及ABS：53%，Karton G1657：4.3%，SAN-GMA共聚物：1.8%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂聚乙烯蜡：0.5%；
（3）上述物料于高混机中共混4分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
实施例4  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（四）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR035：97%，马来酸酐：3%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒。
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR035：39.3%以及ABS：50%，Karton G1660：7%，SAN-GMA共聚物：3%，抗氧剂1098：0.1%，抗氧剂168：0.3%，润滑剂聚丙烯蜡：0.3%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为240℃。
实施例5  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（五）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR035：99%，马来酸酐：1%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR035：44.1%以及ABS：45%，Karton G1643：5%，SAN-GMA共聚物：5%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂硅氧烷：0.5%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
实施例6  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（六）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR050：98%，马来酸酐：2%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR050：10%以及ABS：60%，Karton G1650：14.2%，Karton G1660：5%，PPE接枝物：10%，抗氧剂1098：0.1%，抗氧剂168：0.1%，润滑剂聚乙烯蜡：0.2%，润滑剂硅氧烷：0.4%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
实施例7  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（七）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR045：97%，马来酸酐：3%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR045：60%以及ABS：10%，Karton G1657：20%，SEBS接枝物：1.2%，SAN-GMA共聚物8%，抗氧剂1098：0.3%，抗氧剂168：0.3%，润滑剂聚乙烯蜡：0.1%，润滑剂聚丙烯蜡：0.1%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为400转/分，温度为255℃。
实施例8  本发明的聚苯醚/ABS合金制备（八）
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR050：97%，马来酸酐：3%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR050：34.8%以及ABS：60%，Karton G1660：2%，SAN-GMA共聚物1%，抗氧剂1098：0.3%，抗氧剂168：0.3%，润滑剂聚乙烯蜡：1%，润滑剂石蜡：0.6%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
对比例1
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR045：39.8%，ABS：40%，Karton G1651：10%，聚苯乙烯（PS）接枝物：9.2%，马来酸酐：0.2%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂SR：0.4%；
（2）将上述原料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为500转/分，温度为245℃。
对比例2
（1）按重量百分比秤取原料：PPE LXR035：44.559%以及ABS：45%，Karton G1643：5%，SAN-GMA共聚物：5%，马来酸酐：0.441%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂硅氧烷：0.5%；
（2）将上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
对比例3
（1）按以下重量百分比秤取：PPE LXR035：99%，马来酸酐：1%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：步骤（1）挤出的PPE LXR035：44.1%以及ABS：45%，Karton G1643：5%，ABS-g-MAH：5%，抗氧剂1098：0.2%，抗氧剂168：0.2%，润滑剂硅氧烷：0.5%；
（3）上述物料于高混机中共混5分钟，后经双螺杆挤出机挤出并造粒，螺杆机的转速为450转/分，温度为240℃。
实施例9  性能测试
对实施例1-5的合金及对比例1-3的合金进行物理性能测试，结果如表1所示。
表1  本发明的聚苯醚/ABS合金性能测试结果及对比
由表1可知，本发明的聚苯醚/ABS合金由于采用了分步混合的相容化技术以及独特的相容剂，聚苯醚与ABS之间的相容性得到明显改善，制得的材料力学性能优良。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种聚苯醚/ABS合金，其特征在于，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    10-60%，
ABS      10-60%，
增韧剂    2-20%，
相容剂    1-10%，
抗氧剂    0.2-0.6%，
润滑剂    0.2-0.6%，
所述的聚苯醚在25℃氯仿中特定粘度为0.2-0.6 dl/g；
所述的ABS平均分子量8-30万，220℃/10kg条件下，熔融指数为5-50g/10min，丙烯腈含量5-30%；
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物以及苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种；
所述的相容剂为聚苯乙烯接枝物、氢化三嵌段共聚物接枝物、聚苯醚接枝物和SAN-GMA共聚物及马来酸酐中的一种或几种；
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸脂抗氧剂的复合体系；
所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或硅氧烷中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的聚苯醚/ABS合金，其特征在于，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    40%， 
ABS      53%，
增韧剂    4.3%，
相容剂    1.8%，
抗氧剂    0.4%，
润滑剂    0.5%。
3.根据权利要求1所述的聚苯醚/ABS合金，其特征在于，所述的聚苯醚/ABS合金是由以下重量百分比的原料制成：
聚苯醚    44.1%， 
ABS      45%，
增韧剂    5%，
相容剂    5%，
抗氧剂    0.4%，
润滑剂    0.5%。
4.如权利要求1所述的聚苯醚/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括下列步骤：
（1）按以下重量百分比秤取聚苯醚97-99.5%，马来酸酐0.5-3%，放入高混机中混合2-5分钟，后由双螺杆挤出机第一段筒体加入，共混挤出，造粒；
（2）按以下重量百分比秤取原料：经步骤（1）挤出的聚苯醚10-60%，ABS 10-60%，增韧剂2-20%，相容剂5-10%，抗氧剂0.2-0.6%，润滑剂0.2-0.6%；
（3）将步骤（2）的各原料经螺杆机挤出并造粒，所述的螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃。
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