专利名称：一种替代abs的耐候聚合物合金的制作方法
技术领域：
本发明属于新材料科技领域，特别涉及一种抗紫外，耐户外老化的包含各种助剂的高分子改性合金。
背景技术：
ABS树脂是本世纪40年代发展起来五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，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。ABS产量大，用途广，他将PS，SAN, BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，刚，硬相均衡的优良力学性 能。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。但是，由于ABS中含有丁二烯成份，聚丁二烯含有大量的双键，具有很高的反应活性，在热，氧，光，水的作用下，极易发生反应，从而使制品的颜色发生很大的变化，机械力学性能下降。特别是在室外使用时，彩色ABS制品如果没有做耐候处理，两三天时间，颜色会发生很大的变化，总色差AE就会大于3，日光照着部分和背阴部分对比非常明显，不能为用户所接受。不但是紫外线能使双键发生反应，就是可见光和热，也能使其发生反应，因此，ABS的耐候性能极差，不适合直接做在室外使用的制品。即使在ABS中添加大量的光，热稳定剂和抗氧剂，也无法有效地提高其耐候性，从根本上解决ABS在户外使用时短时间变色的问题。目前，为了从根本上解决ABS耐候性差的问题，主要有如下两种方法1，化学改性法，即用饱和非丁二烯橡胶代替丁二烯与丙烯腈-苯乙烯共聚物进行嵌段共聚或接枝共聚，生产出ACS，ASA, AES等等一系列ABS的替代物，机械物理性能和ABS几乎一致，但因为分子链中不再含有双键等不饱和键，其反应活性极大地得到了降低，有效地提高了树脂的耐候性，再配以合适的光热稳定剂，就可以有效地延长在户外使用寿命，减小颜色的变化，有些高耐候品种的彩色制品在户外使用1-2年后，光照部分和背光部分的总色差AE不超过0. 3，人眼几乎分辨不出差异。此种方法生产的材料性能虽然优越，但设备投资大，工艺复杂，能耗高，产品成本高，不易推广。2共混合金法，采用硬质塑料和非丁二烯饱和橡胶制成合金，代替ABS用于制作户外使用的制品。如CN1566205A《新型阻燃耐候ABS合金材料及其制备方法》，采用丙烯腈-苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯橡胶制备合金，再添加阻燃剂制成耐候阻燃ABS替代物。但是氯化聚乙烯是热敏性材料，在加工条件下会分解释放出氯化氢，即使加入了热稳剂，受热时间也不能长。另外，氯化聚乙烯的耐候性也不是很好。
发明内容
本发明的主要目的是针对现有技术中化学改性法生产的各种ABS替代产品投资大，成本高，不易推广，而共混合金法主要针对阻燃ABS产品，且综合性能差，不能满足户外对彩色制品的要求等问题，采用共混合金法生产一种通用的，具有高耐候特性和优良物理力学性能，替代户外用彩色ABS的高分子共混合金。本发明的另一个目的是提供一种上述彩色耐候高分子合金的制备方法。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下
一种替代ABS的耐候聚合物合金，其特征在于主要包括以下原料组分苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、酯交换剂、饱和弹性体、相容剂、抗氧化剂、光热稳定剂和颜料，其中，各组分的质量份数比例如下
苯乙烯-丙烯腈共聚物 100 聚碳酸酯30-60
酯交换剂2-8
饱和弹性体3-10
相容剂2-5
抗氧化剂0. 01-0. 4
光稳定剂0. 01-0. 4
颜料0.01-4。上述各组分的质量份数比例可优选如下
苯乙烯-丙烯腈共聚物 100
聚碳酸酯40-50
酯交换剂4-6
饱和弹性体5-7
相容剂3-4
抗氧化剂0. 2-0. 3
光稳定剂0. 2-0. 3
颜料0. 1-3。上述各原料组分中
苯乙烯-丙烯腈共聚物为市场上采购的通用的AS树脂或SAN树脂新料。聚碳酸酯为市场上采购的通用的PC树脂新料。酯交换剂选自对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一种或其混合物。饱和弹性体选自苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物(SEBS树脂)，乙烯-辛烯-马来酸酐共聚物(P0E-MAH树脂)，丙烯酸酯类共聚弹性体(ACR树脂)，乙烯-丙烯-马来酸酐共聚物(EPR-MAH树脂)，硅橡胶，氟橡胶中的一种或几种的混合物。相容剂选自环氧树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物(AS-MAH)、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)中的一种或几种的混合物。 抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚、2，2’-双(3-甲基_4_羟苯基)丙烷、亚磷酸三苯酯、季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯中的一种或几种的混合物。光稳定剂可选自3，5- 二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-氰基-3，3’- 二苯基丙烯酸乙酯、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮、2- (2’-羟基-5’甲基苯基)苯并三唑中的一种或几种的混合物。颜料为钛白粉、酞菁蓝，酞菁绿，铁红，铁黄、炭黑中的一种或几种的混合物。
上述一种替代ABS的耐候聚合物合金可通过包括下述步骤的方法制备
(1)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间5-8分钟，混料温度控制在50-60 0C ；
(2)、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在230-250°C；
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。按照本发明总体构思，发明人试制了多批不同配方组份的彩色耐候高分子合金，并按照下述方法测定对比例及各实施例样品的相关性能参数
(I)、拉伸强度和拉伸断裂伸长率
在万能试验机上进行，按国标GB/T1040-1992标准测定，拉伸速度为20mm/min。(2)、弯曲强度和弯曲模量
在万能试验机上进行，按国标GB/T9341-2008标准测定，试验速度为2mm/min。( 3 )悬臂梁缺口冲击强度
在冲击强度测定仪上，按国标GB/T1843-2008标准测定(23°C，A型缺口)。(4)老化性能
在老化性能测试箱中，按国标GB/T15596-2009标准进行老化试验100小时后，测定样品老化前后的色差。对比例
为了便于比较，发明人同时用新ABS料作为对比例，制备样品测试上述几项性能。实施例I
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯30 Kg
PET树脂2 Kg
SEBS 树脂3 Kg
环氧树脂2 Kg
2，6-二叔丁基对甲酚0.01 Kg
2_轻基-4-甲氧基苯甲酮0.01 Kg
酞菁蓝0.01 Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(1)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间5分钟，混料温度控制在50 0C ；
(2)、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在230°C;(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例2
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯60 Kg
PBT树脂8 Kg
ACR 树脂10 Kg
SMA树脂5 Kg
亚磷酸三苯酯0. 4 Kg
2-(2’ -羟基-5’甲基苯基)苯并三唑0.4 Kg
钛白粉4 Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(1)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间8分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2)、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在250°C;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例3
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯40 Kg
PBT树脂2 Kg
PET树脂2 Kg
POE-MAH 树脂2 Kg
SEBS 树脂3 Kg
SMA 树脂I. 5 Kg
环氧树脂I. 5Kg
季戊四醇双亚磷酸酯二 (十八醇)酯0. 2 Kg
2-氰基_3，3’ - 二苯基丙烯酸乙酯0. 2 Kg
铁红0. I Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(1)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间6分钟，混料温度控制在55 0C ；
(2)、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在240°C；
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。
以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例4
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯50 Kg
PBT树脂2 Kg
PET树脂4 Kg
POE-MAH 树脂4 Kg
ACR树脂3 Kg
SMA 树脂I. 5 Kg
环氧树脂2. 5Kg
季戊四醇双亚磷酸酯二 (十八醇)酯0. 3 Kg
3，5-二叔丁基-4-轻基苯甲酸正十六酯0. 3 Kg
钛白粉2. 9 Kg
铁红0. I Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(I)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间7分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2 )、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在235 °C ;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例5
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯45 Kg
PBT树脂2 Kg
PET 树脂2. 5 Kg
硅橡胶3 Kg
ACR树脂3 Kg
AS-MAH 树脂I. 5 Kg
环氧树脂2 Kg
2，2’ -双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷0.25 Kg
2-氰基_3，3’ - 二苯基丙烯酸乙酯0. 25 Kg
钛白粉2. OKg
炭黑0. I Kg
酞菁绿0. 01 Kg
铁红0. I Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得(I)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间7分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2 )、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在235 °C ;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例6 本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯48 Kg
PET树脂5 Kg
氟橡胶3 Kg
ACR树脂3 Kg
AS-MAH 树脂3 Kg
环氧树脂0. 8 Kg
季戊四醇双亚磷酸酯二 (十八醇)酯0. 25 Kg
2- (2，-羟基-5’甲基苯基)苯并三唑0.25 Kg
钛白粉2. OKg
炭黑0. I Kg
酞菁绿0. 05 Kg
酞菁蓝0. 05 Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(I)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间7分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2 )、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在235 °C ;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例7
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯46 Kg
PET 树脂4. 8 Kg
EPR-MAH 树脂3 Kg
SEBS 树脂3 Kg
AS-MAH 树脂2. 5 Kg
环氧树脂I Kg
季戊四醇双亚磷酸酯二 (十八醇)酯0. 25 Kg
2- (2，-羟基-5’甲基苯基)苯并三唑0.25 Kg钛白粉2. O Kg
炭黑0. 2 Kg
酞菁蓝0. I Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得 (I)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间7分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2 )、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在235 °C ;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。实施例8
本实施例彩色耐候高分子合金由下述质量份数比的组份组成
苯乙烯-丙烯腈共聚物IOOKg
聚碳酸酯45 Kg
PET 树脂4. 5 Kg
POE-MAH 树脂5 Kg
SEBS 树脂I Kg
AS-MAH 树脂3 Kg
环氧树脂0. 8 Kg
季戊四醇双亚磷酸酯二 (十八醇)酯0. 25 Kg
2- (2，-羟基-5’甲基苯基)苯并三唑0.25 Kg
钛白粉2. OKg
炭黑0. 2 Kg
酞菁绿0. I Kg
铁红0. 2 Kg
本实施例彩色耐候高分子合金按照包括如下步骤的方法生产制得
(I)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间7分钟，混料温度控制在60 0C ；
(2 )、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在235 °C ;
(3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理；
(4)、计量，包装即得到所述彩色耐候高分子合金。以此彩色耐候高分子合金制备样品测试上述几项性能。上述对比例和实施例1-8的各样品性能参数测试结果如下述表I :
表I对比例和实施例各样品性能参数测试结果
权利要求
1.一种替代ABS的耐候聚合物合金，其特征在于主要包括以下原料组分苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、酯交换剂、饱和弹性体、相容剂、抗氧化剂、光热稳定剂和颜料，其中，各组分的质量份数比例如下 苯乙烯-丙烯腈共聚物 100 聚碳酸酯30-60 酯交换剂2-8 饱和弹性体3-10 相容剂2-5 抗氧化剂0. 01-0. 4 光稳定剂0. 01-0. 4 颜料0.01-4。
2.如权利要求I所述的替代ABS的耐候聚合物合金，各组分的质量份数比例如下苯乙烯-丙烯腈共聚物 100 聚碳酸酯40-50 酯交换剂4-6 饱和弹性体5-7 相容剂3-4 抗氧化剂0. 2-0. 3 光稳定剂0. 2-0. 3 颜料0. 1-3。
3.如权利要求I或2所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中酯交换剂选自对苯二甲酸乙二醇酯(PET )、对苯二甲酸丁二醇酯(PBT )中的一种或其混合物。
4.如权利要求3所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中饱和弹性体选自苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物(SEBS树脂)、乙烯-辛烯-马来酸酐共聚物(POE-MAH树脂)、丙烯酸酯类共聚弹性体(ACR树脂)、乙烯-丙烯-马来酸酐共聚物(EPR-MAH树脂)、硅橡胶、氟橡胶中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求4所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中相容剂选自环氧树脂、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物(AS-MAH)、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求5所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中抗氧化剂选自2，6-二叔丁基对甲酚、2，2’ -双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、亚磷酸三苯酯、季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求6所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中光稳定剂选自3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-氰基-3，3’ - 二苯基丙烯酸乙酯、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮、2- (2’-羟基-5’甲基苯基)苯并三唑中的一种或几种的混合物。
8.如权利要求7所述的替代ABS的耐候聚合物合金，其中颜料为钛白粉、酞菁蓝、酞菁绿、铁红、铁黄、炭黑中的一种或几种的混合物。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的替代ABS的耐候聚合物合金的制备方法，所述方法包括下述步骤 (1)、按配方精确计量各组份，加入高速混料机中，搅拌时间5-8分钟，混料温度控制在50-60 0C ；(2)、通过积木式双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出机的温度控制在230-250°C； (3)、通过风干机对生产的粒料进行干燥处理； (4)、计量，包装即得到所述替代ABS的耐候聚合物合金。
全文摘要
本发明公开了一种替代ABS的耐候聚合物合金及其制备方法，主要原料组分包括苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯、酯交换剂、饱和弹性体、相容剂、抗氧化剂、光热稳定剂、颜料。采用共混合金法生产，产品具有高耐候特性和优良物理力学性能，是一种能够替代户外用彩色ABS的高分子共混合金。
文档编号C08L25/12GK102731921SQ20121020462
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者谭飞, 陈德东, 雷文君 申请人:成都硕屋科技有限公司