本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种abs/tpu合金材料及其制备方法与应用。
背景技术：
abs(acrylonitrilebutadienestyrenecopolymers)即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。abs可以在-25℃～60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀，而且可与多种树脂配混成共混物，现在主要用于合金，塑料。但现有abs材料同时具有耐溶剂性差、低介电强度，以及低拉伸率的缺点。
tpu(thermoplasticpolyurethanes)即热塑性聚氨酯弹性体橡胶，是一种线性嵌段共聚物，随着温度的升高或降低，分子间氢键交联或大分子间轻度交联具有可逆性，因此tpu不仅具有橡胶的弹性、优异的加工性能，更具有优异的耐划伤性、低温弯折性和印刷性。
随着美甲行业的发展，指甲贴片的应用也得到发展，特别是表演舞台，应用更普遍，但现有abs指甲贴片易折白、折断，且具有硬度高、不柔软的缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种abs/tpu合金材料及其制备方法与应用，旨在解决现有abs综合性能差、应用受限的技术问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供一种abs/tpu合金材料，以所述abs/tpu合金材料的总质量为100％计，所述abs/tpu合金材料包括如下质量百分含量的成分：
abs50～75％；
tpu24.8～49.9％；
抗氧剂0.1～0.2％。
本发明另一方面提供一种abs/tpu合金材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
按照上述abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料；
将所述abs和所述tpu进行干燥处理后与所述抗氧剂混合处理，得混合物料；
将所述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒。
最后，本发明另一方面提供一种上述abs/tpu合金材料或者由上述abs/tpu合金材料的制备方法制备的abs/tpu合金材料在指甲贴片和电脑键盘制备中的应用。
本发明提供的abs/tpu合金材料，tpu与abs有良好的相容性，tpu不仅具有橡胶的弹性、优异的加工性能，更具有优异的耐磨性、低温弯折性，tpu可以同时改善abs的韧性和流动性，可显著提高abs树脂的耐磨性和低温弯折性；abs/tpu合金材料内的各成分和含量之间通过协同作用，最终使abs/tpu合金材料具有均衡的强度，优异的耐磨性、低温弯折性、耐溶剂性和高流动性，总体综合性能达到最佳，可广泛应用于人造指甲、医疗器材，以及电脑按键等领域。
本发明提供的abs/tpu合金材料的制备方法，abs和tpu在混合前先干燥；然后将混合物料送入双螺杆挤出机中混炼、挤出、拉条、冷却、切粒；其一次性完成，工艺简单、操作方便、适合于工业化生产。最终制得的abs/tpu合金材料具有均衡的强度，、优异的耐磨性、低温弯折性、耐溶剂性和高流动性，总体综合性能达到最佳。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一方面，本发明实施例提供了一种abs/tpu合金材料，以该abs/tpu合金材料的总质量为100％计，abs/tpu合金材料包括如下质量百分含量的成分：
abs50～75％；
tpu24.8～49.9％；
抗氧剂0.1～0.2％。
上述abs/tpu合金材料内的各成分和含量之间通过协同作用，最终使abs/tpu合金材料具有均衡的强度，优异的耐磨性、低温弯折性、耐溶剂性和高流动性，总体综合性能达到最佳，可广泛应用于人造指甲、医疗器材，以及电脑按键等领域。
具体地，本发明实施例的abs/tpu合金材料中，abs含量为50-75％，具体可为50％、55％、60％、70％、75％；在该范围内的abs，可显著提高abs/tpu合金材料的强度和耐磨性。优选地，abs为透明级abs，abs可分为通用级别、电镀级别、耐热级别、阻燃级别、透明级别、抗静电级别等等，优选透明级abs，特别是高透明的abs，即可保持abs既有性能，又可提高abs/tpu合金材料的应用范围，本实施例中优选韩国lgtr530f。
具体地，本发明实施例的abs/tpu合金材料中，tpu含量为24.8～49.9％，具体可为24.8％、29.8％、39.8％、49.9％；本发明的热塑性聚氨酯tpu是线性嵌段共聚物，随着温度的升高或降低，分子间氢键交联或大分子间轻度交联具有可逆性，因此tpu不仅具有橡胶的弹性、优异的加工性能，更具有优异的耐磨性、低温折性。另外线性嵌段共聚物tpu主链上有-nhcoo-单元，与abs树脂中的丙烯腈单元-ch2ch(cn)-二者通过共混，可形成氢键；同时，丙烯腈单元与tpu的聚酯或聚醚软段还有较强的偶极-偶极作用，所以二者之间具有较好的相容性。因此通过tpu和abs共混，一方面可显著提高abs树脂的耐磨性和低温折性，另一方面使abs树脂的加工性能显著提高，使最终的abs/tpu合金具有均衡的强度、优异的耐磨性和低温折性、耐溶剂性和高流动性。在该含量范围内的tpu，可显著提高abs/tpu合金的上述性能。优选地，该tpu的a型邵氏硬度按astmd2240-2005标准测试为70a～95a。在该硬度条件下，abs/tpu合金的强度、耐磨性达到最佳，本实施例中优选吉美瑞聚醚型tpum85。
具体地，本发明实施例的abs/tpu合金材料中，抗氧剂含量为0.1～0.2％，具体可为0.1％、0.2％；在该范围内的抗氧剂，可显著提高abs/tpu合金材料的抗氧化性能，进一步提高使用寿命。优选地，该抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种，抗氧剂1010即为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂168即为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。该优选的抗氧剂，使abs/tpu合金材料的使用寿命达到最佳，本实施例中选用巴斯夫1010和168。
另一方面，本发明实施例提供了一种abs/tpu合金材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：
s01：按照上述abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料；
s02：将上述abs和tpu进行干燥处理后与抗氧剂混合处理，得混合物料；
s03：将上述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒。
该abs/tpu合金材料的制备方法中，abs和tpu在混合前先干燥；然后将混合物料送入双螺杆挤出机中混炼、挤出、拉条、冷却、切粒；其一次完成，工艺简单、操作方便、适合于工业化生产。最终制得的abs/tpu合金材料具有均衡的强度，优异的耐磨性、低温弯折性、耐溶剂性和高流动性，总体综合综合性达到最佳。
优选地，上述步骤s02中，干燥处理的条件为：温度85℃～100℃，时间2h～4h。在该条件下，abs和tpu达到最有效的干燥，更有利于后续abs/tpu合金材料的混炼挤出。
优选地，上述步骤s02中，混合处理的条件为：转速200rpm～1500rpm，时间2min～10min。在该条件下，使干燥后的abs和tpu与抗氧剂能更有效的充分混合，更有利于后续abs/tpu合金材料的制备。
优选地，上述步骤s03中，双螺杆挤出机的工艺参数为：长径比为25～40，螺杆转速为200rpm～800rpm，各段螺杆温度为160℃～230℃。该条件下制得的abs/tpu合金材料基本满足其具有的综合性能。
进一步优选地，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度220℃。在该条件下，abs/tpu合金材料的综合性能达到最佳。
最后，本发明实施例还提供一种上述abs/tpu合金材料或者上述abs/tpu合金材料的制备方法制备的abs/tpu合金材料在指甲贴片和电脑键盘制备中的应用。
本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种abs/tpu合金材料，其配方见表1中的实施例1。该abs/tpu合金材料的制备方法包括如下步骤：
s11：按照表1中实施例1的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料。
s12：将上述abs和tpu先进行干燥处理(温度85℃～100℃，时间2h～4h)，再与抗氧剂混合处理(转速200rpm～1500rpm，时间2min～10min)，得混合物料。
s13：将上述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：长径比为25～40，螺杆转速为200rpm～800rpm，一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度220℃。
实施例2
一种abs/tpu合金材料，其配方见表1中的实施例2。该abs/tpu合金材料的制备方法包括如下步骤：
s21：按照表1中实施例2的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料。
s22：将上述abs和tpu先进行干燥处理(温度85℃～100℃，时间2h～4h)，再与抗氧剂混合处理(转速200rpm～1500rpm，时间2min～10min)，得混合物料。
s23：将上述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：长径比为25～40，螺杆转速为200rpm～800rpm，一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度220℃。
实施例3
一种abs/tpu合金材料，其配方见表1中的实施例3。该abs/tpu合金材料的制备方法包括如下步骤：
s31：按照表1中实施例3的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料。
s32：将上述abs和tpu先进行干燥处理(温度85℃～100℃，时间2h～4h)，再与抗氧剂混合处理(转速200rpm～1500rpm，时间2min～10min)，得混合物料。
s33：将上述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：长径比为25～40，螺杆转速为200rpm～800rpm，一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度220℃。
实施例4
一种abs/tpu合金材料，其配方见表1中的实施例4。该abs/tpu合金材料的制备方法包括如下步骤：
s41：按照表1中实施例4的abs/tpu合金材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料。
s42：将上述abs和tpu先进行干燥处理(温度85℃～100℃，时间2h～4h)，再与抗氧剂混合处理(转速200rpm～1500rpm，时间2min～10min)，得混合物料。
s43：将上述混合物料投入双螺杆挤出机中，经混炼挤出造粒；双螺杆挤出机的工艺参数为：长径比为25～40，螺杆转速为200rpm～800rpm，一区温度180℃，二区温度190℃，三区温度200℃，四区温度210℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，十区温度220℃，机头温度220℃。
表1
性能测试
将实施例1～4所制得的abs/tpu合金材料和对比例(即abs合金材料配方为含100％的abs)按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，并按表2所示的测试项目进行试样的性能测试，性能测试结果见表2。
表2
由表2结果可知，通过abs和tpu共混挤出制备的abs/tpu合金材料，相对未添加的tpu的abs合金材料的伸长率和撕裂强度显著增加，耐刮性能和抗折痕现象良好(做为指甲材料，抗折痕和柔软度是重中之重)，总体性能显著优于现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。