一种ABS专用的增强增韧润滑剂的制备方法与流程

文档序号：14769228发布日期：2018-06-23 01:09阅读：532来源：国知局

本发明属于润滑剂技术领域，具体涉及一种ABS专用的增强增韧润滑剂的制备方法。

背景技术：

ABS树脂是由丙烯腈、苯乙烯、丁二烯三种单体共聚物组成的混合物，其中既包括流动性良好的丙烯腈-苯乙烯共聚物，又包含接枝SAN树脂的聚丁二烯橡胶。为了更好地保证ABS树脂成型质量，适应大型薄壁等复杂制品成型的要求，在ABS树脂中普遍添加硬脂酞胺类、硬脂酸盐类润滑剂，部分ABS树脂产品还添加聚乙烯蜡类润滑剂。润滑剂的作用一是降低高聚物分子之间摩擦力，使大分子更容易发生滑动，从而降低摩擦生热，改善树脂流动性能；二是在加工设备表而形成润滑层，改善聚合物与加工设备之间的摩擦，有利于产品成型和表而质量。

而且ABS树脂的加工流动性和生产效率直接相关，要求ABS树脂具有高抗冲性能的同时要具有高流动性能。

ABS树脂中丁二烯单体提供韧性、抗冲击性、低温抗冲击性；苯乙烯单体提供光泽、刚性和易加工性；丙烯腈单体提供耐热、耐化学性、拉伸强度性。控制ABS流动行为的关键因素是苯乙烯、和丙烯腈含量、SAN分子量以及橡胶含量。较低SAN分子量对流动性有利，但ABS树脂的抗冲击性会下降；如果提高橡胶含量，ABS树脂的流动性会下降。

ABS树脂经过润滑剂填充改性后力学性能往往会下降很多，其中冲击强度和弯曲强度尤为明显，因此，如何实现一种在使ABS树脂具有优异流动性的同时，还可以提高ABS树脂的强度和韧性的润滑剂具有必要的意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题：针对在ABS树脂生产过程中，增加润滑剂力学性能往往会下降很多，其中冲击强度和弯曲强度尤为明显的问题，提供了一种ABS专用的增强增韧润滑剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）称取纳米粉体加入乙醇中，高速乳化机分散后得纳米分散液，向纳米分散液中加入处理剂，加热至60～70℃后搅拌反应，过滤，收集滤渣，干燥后得处理后的纳米粉体；

（2）将处理后的纳米粉体加入乙二胺中，使用高速乳化机分散后得纳米粉体乙二胺溶液；

（3）向反应釜中加入硬脂酸，在氮气保护下升温搅拌至硬脂酸熔化，加入上述纳米粉体乙二胺溶液，升温至170～180℃进行反应，检测反应产物的酸值<10mg KOH/g时，停止反应并出料，得蜡状物；所述的硬脂酸和纳米碳酸钙乙二胺溶液是按摩尔比为1：0.5～0.55份(按乙二氨含量计算)；

（4）将蜡状物加入到预热的无螺杆压力挤出造粒机中，挤出造粒后切割并收集颗粒，即可制备得一种ABS专用的增强增韧润滑剂。

步骤（1）中所述的纳米粉体为纳米碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、碳化硅中的的一种或几种混合。

步骤（1）中所述的处理纳米粉体的处理剂为KH550、KH560、KH570其中的一种或几种混合。

所述的处理剂质量为纳米粉体质量1～2%。

步骤（2）中所述的处理后的纳米粉体质量为乙二胺质量的0～10%。

步骤（4）中所述的挤出机各部分参数为一区：140℃，二区：150℃，三区：160℃，四区：180℃，五区：180℃，六区：180℃，七区：180℃，挤出压力为2MPa。

步骤（4）中所述的无螺杆压力挤出造粒机的预热温度为140～180℃。

还可以向步骤（4）的无螺杆压力挤出造粒机中加入改性玻璃纤维素，改性玻璃纤维素加入量为蜡状物质量3～5%。

所述的改性玻璃纤维素的制备方法为：

（1）按质量比1:10，称取玻璃纤维加入到质量分数5%硼酸溶液中，加热至60～70℃后搅拌混合50～70min，搅拌后过滤，得玻璃纤维滤渣，用水洗涤后干燥得处理后的玻璃纤维；

（2）按重量份数计，分别选取10～20份处理后的玻璃纤维、5～10份甘油、5～10份丙酮、120～150份二氯甲烷和0.1～0.3份对甲苯磺酸，加入反应釜中，升温至70～90℃，保温搅拌反应3～5h，得反应物1；

（3）反应结束后将反应釜升温至120～130℃，并向反应釜中加入反应物1质量50～70%硬脂酸和0.1～0.3g对甲苯磺酸，保温反应4～5h后冷却至室温，出料得反应物2，过滤，得滤渣，用质量分数5%盐酸洗涤2～4次后放入烘箱中干燥，即可得到改性玻璃纤维素。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）由于纳米粒子是一种粒径极小的粉体，而ABS树脂是极性聚合物，粘度较大，二者相容性差，所以本发明为了使纳米粉体粒子与ABS树脂的相界面具有一定的粘接强度，分散好，使用硅烷偶联剂对纳米粉体粒子表面进行处理，处理后的纳米粉体与ABS树脂的界面粘接强度增大，粒子在树脂基体中的分散性更好，界面软化是提高ABS树脂韧性的有力途径，所以加入处理后的纳米粉体粒子，使填料与基体界面间的强度低于基体与基体间，ABS树脂受力时有利于应力传递，从而实现增韧的目的；

（2）本发明将处理后的纳米粉体中加入乙二胺中，并进行高速分散，其目的是制得乙二胺功能化纳米粉体；

（3）本发明将纳米粉体乙二胺溶液和硬脂酸，在高温下条件下反应，即得乙撑双硬脂酸酰胺，使得到的乙撑双硬脂酸酰胺包裹在纳米粉体粒子的表面和孔隙中，由于乙撑双硬脂酸酰胺含有一个极性基团和一个非极性基团，添加在ABS树脂后，极性基团容易和ABS树脂分子形成化学吸附，从而减少ABS树脂分子之间的化学吸附，形成定向排列的界面，降低了高分子移动的阻力，从而形成内润滑效果，而非极性部分不容易与聚合物分子形成化学吸附，在聚合物加工过程中容易从聚合物内部向表而析出，在聚合物融体及加工设备表而形成一层膜，这层膜起到外润滑作用，所以本发明制备得到的润滑剂添加在ABS树脂中，既有内润滑作用又有外润滑作用；

（4）本发明还可以向纳米粉体乙二胺溶液和硬脂酸的反应体系中加入改性玻璃纤维素，使用硼酸对玻璃纤维表面处理后，可以调整玻璃纤维的表面张力，再使用甘油、丙酮和硬脂酸为原料，在玻璃纤维表面反应生成单硬脂酸甘油酯，包覆在玻璃纤维表面，添加在ABS树脂中后可以与ABS树脂的结合力好，玻璃纤维中的应力要比基体应力中大得多，即使一些有裂口的纤维先断，可用大量短纤维来代替贯穿整个材料的长纤维作增强材料，具有优异的增强增韧的效果，并且乙撑双硬脂酸酰胺包覆后纳米碳酸钙复合后作为ABS树脂的润滑剂，进一步提高ABS树脂的内外润滑作用，改善了材料的加工性能。

具体实施方式

按质量比1:10，称取纳米粉体加入乙醇中，使用高速乳化机，在1000～2000r/min转速下分散20～30min得纳米粉体分散液，向纳米粉体分散液中加入纳米粉体质量1～2%处理剂，加热至60～70℃后保温搅拌反应40～80min，反应后冷却至室温，过滤，收集滤渣，放入烘箱中，在60～80℃温度下干燥8～10h，得处理后的纳米碳酸钙；将处理后的纳米粉体加入乙二胺中，使处理后的纳米粉体在乙二胺溶液中的质量分数为0～10%，并使用高速乳化机，在1500～2500r/min转速下分散20～30min，分散后得纳米粉体乙二胺溶液；向反应釜中加入硬脂酸，并向反应釜中通入氮气，通入量为10～30mL/min，通气同时以3～5℃/min升温速率升温至60～70℃，保温搅拌至硬脂酸熔化，随后加入纳米粉体乙二胺溶液，继续升温至170～180℃，反应同时检测反应产物的酸值，直至反应釜中产物的酸值<10mgKOH/g时，停止反应，冷却至室温后出料，得乳白色、脆而硬的蜡状物；所述的硬脂酸和纳米粉体乙二胺溶液是按摩尔比为1：0.5～0.55份(按乙二氨含量计算)；将上述蜡状物加入到预热至140～180℃的无螺杆压力挤出造粒机中，设置挤出机各部分参数并使其挤出造粒，待挤出完成后，对其切割并收集颗粒，即可制备得一种ABS专用的增强增韧润滑剂。

所述的纳米粉体为纳米碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、碳化硅中的的一种或几种混合。

所述的处理纳米粉体的处理剂为KH550、KH560、KH570其中的一种或几种混合。