一种低后收缩ABS复合材料的制作方法

文档序号:18734662发布日期:2019-09-21 01:00阅读:314来源:国知局

本发明涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物材料领域,尤其涉及一种低后收缩ABS复合材料。



背景技术:

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型且性价比高的热塑性高分子材料。其适用于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电器零件;但因其耐热性和耐候性能差、力学性能差且易燃而限制了其应用。ABS复合材料(如PC/ABS、PA/ABS、PVC/ABS等),通过将ABS与PA、PC、PVC等材料熔融共混的方法制得,可以有效改善ABS的不足之处,因而广泛应用于制作各种装饰件和零部件,如仪表壳体、致冷和采暖系统、工具箱、扶手、散热器栅板等。

但是在实际应用中,ABS及其复合材料(如PA/ABS)注射成样品会出现收缩的现象,包括浇口凝固前的收缩、冷却收缩和脱模后的自由收缩(即后收缩)。脱模后收缩(后收缩)指脱模后的ABS及其复合材料制品有一个自由收缩的过程。其原理为:注塑前,ABS及其复合材料分子链就如一根根卷曲的弹簧相互缠绕,进入料筒加热熔融后,分子链解缠、散开,并在注塑压力推动下伸展开来,沿着压力方向向前流动直至冷却固化;冷却固化后,分子链在失去注塑压力推动下,又会发生卷曲,这个分子链卷曲的现象反映到注塑件表观上,就是注塑件的收缩。而且ABS及其复合材料的分子链在第一次注塑成型冷却过程被冻结,涂装受热状态下会发生松弛,并在随后的冷却过程中继续回弹卷曲,反映到注塑件表观上就是进一步的收缩。

所以ABS及其复合材料存在后收缩,并因后收缩产生的一系列问题(翘曲、变型、收缩等),在很多情况下,限制了材料的正常使用。

因此,开发出低后收缩ABS及其复合材料可以大大拓宽ABS及其复合材料的使用范围,具有良好的社会效益和经济效益。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术的不足,提供一种低后收缩的ABS材料及其复合材料。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:提供了一种低后收缩ABS复合材料,其特征在于:由以下原料制备而成:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、尼龙、黄原胶、相容剂、助剂。

作为一种优选方案,所述助剂包括耐热剂、润滑剂、抗氧化剂。

作为一种更优选方案,由以下原料制备而成:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物50-100质量份、尼龙0-50质量份、黄原胶7-15质量份、相容剂2-8质量份、耐热剂2-3质量份、润滑剂0.5-1质量份、抗氧化剂1-2质量份。

作为一种优选方案,所述黄原胶的粒径为80-200目。

作为一种优选方案,所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物在220℃的温度下,10kg负载下的流动速率3-10g/min。

作为一种优选方案,所述尼龙为中粘的尼龙6;所述尼龙6在230℃的温度下,2.16kg负载下的流动速率为8-12g/10min。

作为一种优选方案,所述相容剂由甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯组成。

作为一种更优选方案,所述甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯的质量配比为:1-3:1-2:1。

本发明的有益技术效果在于:提供了一种低后收缩的ABS材料及其复合材料。本发明在原料中加入黄原胶;由于黄原胶的分子结构由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸组成,其二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕,通过氢键维系形成棒状双螺旋结构;故黄原胶的分子链可以有效缠绕ABS及其复合材料的分子链,从而减小了ABS及其复合材料分子链卷曲的发生,从而能够有效的减少ABS及其复合材料注塑成品的后收缩率,同时提高其力学性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明提供了一种低后收缩ABS复合材料,制备该材料的原料组成如下:

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物70质量份、尼龙30质量份、黄原胶10质量份、相容剂5质量份、耐热剂2质量份、润滑剂0.5质量份、抗氧化剂1质量份。

其中:ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)其在220℃的温度下,10kg负载下的流动速率3-10g/min;维卡软化点(50℃/hr)为105-110℃。

PA为中粘的尼龙6;尼龙6在230℃的温度下,2.16kg负载下的流动速率为8-12g/10min。

黄原胶的粒径为80-200目;黄原胶是一种由黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖,由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1组成,其二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕,通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。

相容剂为MBS(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)、SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的一种混合物;其质量配比为1:1:1。

耐热剂为酚类热稳定剂或胺类热稳定剂;润滑剂为P861;抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

本低后收缩ABS复合材料采用常规方法,通过原料混合、双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却造粒的步骤获得。

实施例2

本实施例与实施例1相比,不同之处在于:

(1)制备低后收缩ABS复合材料的原料组成不同,具体如下:

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物50质量份、尼龙50质量份、黄原胶7质量份、相容剂8质量份、耐热剂3质量份、润滑剂0.5质量份、抗氧化剂2质量份。

(2)相容剂MBS、SMA、PMMA的质量配比不同;MBS、SMA、PMMA的质量配比为5:4:3。

实施例3

(1)制备低后收缩ABS复合材料的原料组成不同,具体如下

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物100质量份、黄原胶15质量份、相容剂2质量份、耐热剂2质量份、润滑剂1质量份、抗氧化剂1质量份。

(2)相容剂MBS、SMA、PMMA的质量配比不同;MBS、SMA、PMMA的质量配比为3:2:1。

对比例1

本对比例与实施例1相比,不同之处在于:制备低后收缩ABS复合材料的原料组成中不加入黄原胶,其余与实施例1均相同,具体如下:

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物70质量份、尼龙30质量份、相容剂5质量份、耐热剂2质量份、润滑剂0.5质量份、抗氧化剂1质量份。

性能测试:

将实施例1-3以及对比例1所提供的ABS及其复合材料在注射成型机上进行注射成型制样,并进行性能测试。

拉伸强度测试:参考标准:ISO527-2;测试条件:跨距50mm,速度50mm/min。

弯曲强度测试:参考标准:ISO178;测试条件:跨距64mm,速度2mm/min。

缺口冲击强度测试:参考标准:ISO179-1;测试条件:跨距40mm。

密度测试测试:参考标准:ISO1183;测试条件:常温。

维卡软化点测试:参考标准:ASTM D-1525;测试条件:50℃/hr。

后收缩率测试:参考标准:ISO2577-2007。

检测结果:

实施例1:拉伸强度:45.3Mpa,弯曲强度:57.8Mpa,缺口冲击强度:25KJ·m-2,密度:1.07g·cm-3,维卡软化点:125℃,后收缩率:0.11%。

实施例2:拉伸强度:49.2Mpa,弯曲强度:63.8Mpa,缺口冲击强度:20KJ·m-2,密度:1.08g·cm-3,维卡软化点:131℃,后收缩率:0.25%。

实施例3:拉伸强度:44.0Mpa,弯曲强度:53.2Mpa,缺口冲击强度:18KJ·m-2,密度:1.05g·cm-3,维卡软化点:104℃,后收缩率:0.21%。

对比例1:拉伸强度:44.6Mpa,弯曲强度:56.9Mpa,缺口冲击强度:16.7KJ·m-2,密度:1.06g·cm-3,维卡软化点:126℃,后收缩率:0.52%。

根据检测结果可以发现:未加入黄原胶的对比例1,其注塑成品与加入黄原胶的三个实施例的注塑成品相比,后收缩率明显更大;说明黄原胶的加入,由于其分子结构有利于缠绕ABS及其复合材料的分子链,从而减小了ABS及其复合材料分子链卷曲的发生,从而能够有效的减少注塑成品的后收缩率;同时对比实施例1和对比例1也可以发现,由于注塑成品后收缩率减少也有利于其力学性能的提高。

以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

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