一种高耐热高低温韧性ABS材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料，涉及一种高耐热高低温韧性abs材料的制备方法及应用。

背景技术：

1、随着我国经济的快速发展，市场和消费者对消费领域要求的不断提高，对塑料材料更加追求健康和环保，塑料零部件的力学性能和抗菌性能受到了越来越广泛的关注。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(abs)是一种刚性、硬度、韧性均衡的工程塑料，具有良好的尺寸稳定性、加工流动性、耐低温性等优点。在汽车内外饰和家电领域有广泛的应用。

2、但是abs的耐热性也不佳，维卡软化点仅100℃左右，而汽车内饰材料一般要求的使用温度需要≥90℃。所以abs需要进行耐热改性，才可以在汽车内、外饰领域进行应用。传统的耐热改性剂在提高了材料耐热的同时，使材料的韧性大幅度下降，导致零件在使用过程中容易发生断裂和开裂等缺陷，特别是卡扣等薄弱位置。因此，开发高韧性高耐热的abs，对拓宽abs的应用有极大的意义。

3、通过检索，发现如下相关专利：

4、cn 105385058a公开了一种低内应力耐热abs树脂及其制备方法与应用。所述的低内应力耐热abs树脂包括如下重量份的配方组成：abs橡胶粉20-40份、低分子量san树脂2-10份、高丙烯腈含量san树脂42-77份、耐热剂1-8份、抗氧剂0.1-1份、润滑剂0.1-1份、耐候剂0.1-1份。其制备的低内应力耐热abs树脂在保证耐热和冲击的基础上，极大的提高了材料的流动性，可明显降低注塑过程中的内引力。其所用的耐热剂为市面上常见的n-苯基马来酰亚胺的共聚物或ɑ-甲基苯乙烯，通过添加低分子量的san来改善流动性，并不能在保证耐热的前提下，提高abs的韧性。

5、cn 107043516a了一种具有改善耐候性的深色耐热abs树脂组合物；所述组合物包括以下重量份数的各组分：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂100份，耐热剂5～15份，红外反射颜料0.5-3.0份，钛白粉0.1-1.0份，光稳定剂0.2～1.0份，其他助剂0.5～2.0份。其添加了常用的耐热剂，实现了abs的耐热改性，不过没有很好的同时兼顾韧性。

6、目前现有的耐热abs的主要是通过添加耐热共聚物而实现的，耐热剂通常为n-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐共聚物、α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-马来酸酐等。刚性基团的引入，在提高材料耐热的同时，导致了材料的韧性大幅下降，限制了abs材料的应用范围。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有abs材料耐热和韧性不能平衡的缺点，提供一种加工工艺简单高耐热高低温韧性的abs。

2、为了实验上述发明目的，本发明的技术方案如下：

3、一种高耐热高低温韧性的abs材料，该材料包含以下重量份计的组分组成：

4、abs树脂             80-95份；

5、复合耐热改性剂      5-20份；

6、抗氧剂              0.5-2份。

7、其中，

8、所述abs为本体法合成的abs，其熔体流动速率(mfr)为7～30g/10min(220℃，10kg)。

9、所述的复合耐热改性剂，为有机硅/n-苯基马来酰亚胺共聚物。其中，n-苯基马来酰亚胺(n-pmi)：质量分数≥98％，浅黄色针状晶体；有机硅为乙烯基氨基封端苯基硅油：分子量1000-2000。

10、所述的有机硅/n-苯基马来酰亚胺共聚物的制备方法，其步骤如下：

11、(1)n-pmi的预处理：将乙醇加热至沸腾，将适量n-pmi溶解于乙醇中，直至晶体出现，后将乙醇缓慢降温至室温，移入冰水中，析出晶体备用。

12、(2)将有机硅/n-pmi按照1:3的比例混合均匀后，加入到复配乳化剂(op-10：sds＝2:3)中，单体耐热质量分数不超过3％。充分搅拌至形成稳定的预乳液。

13、(3)配制含有引发剂aibn(单体总质量的0.2％)于40℃下恒温聚合。30min后开始滴加含有还原剂na2so3(单体总质量的0.2％)的溶液。恒温聚合3h，然后升温至85℃继续反应3h。

14、(4)冷却后用氨水调节至ph＝7～8，经饱和al2(so4)3溶液破乳后分离固体产物，分别用去离子水和乙醚洗涤数次后，真空干燥得到共聚物。

15、所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种或两种。

16、一种高耐热高低温韧性的abs复合材料的制备方法，包括如下步骤：

17、(1)按照配方称取各组分。

18、(2)将配好的物料放入高速混合机混合均匀。然后倒入挤出机中，经过熔融挤出、牵引、切割造粒，得到所述的abs材料。

19、(3)将得到的abs材料通过注射机注射成型，得到标准样条和样板进行性能测试。

20、而且，步骤(2)中的高速混合机转速为500～1000rpm，混合温度为20～50℃，混合时间为3～5min。螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区温度为220～250℃。

21、而且，步骤(3)中的注塑机为卧式注塑机，其各区温度为220-240℃。

22、本发明通过添加复合耐热改性剂，在传统的n-pmi高刚性分子上，通过共聚引入了硅氧键，使abs同时具有高耐热和高低温韧性的效果。拓宽了高耐热abs在汽车领域的应用。

23、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

24、(1)本发明通过有机硅/n-苯基马来酰亚胺共聚物作为耐热剂，刚性的n-pmi可以有效的增加abs耐热，而有机硅可以有效的保留材料的低温韧性，起到刚韧平衡的特点。

技术特征：

1.一种高耐热高低温韧性的abs材料，其特征在于：该材料包含以下重量份计的组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种高耐热高低温韧性的abs材料，其特征在于：所述abs为本体法合成的abs，其熔体流动速率(mfr)为7～30g/10min(220℃，10kg)。

3.根据权利要求1所述的一种高耐热高低温韧性的abs材料，其特征在于：所述的复合耐热改性剂，为有机硅/n-苯基马来酰亚胺共聚物。其中，n-苯基马来酰亚胺(n-pmi)：质量分数≥98％，浅黄色针状晶体；有机硅为乙烯基氨基封端苯基硅油：分子量1000-2000。

4.根据权利要求1所述的一种高耐热高低温韧性的abs材料，其特征在于：所述的有机硅/n-苯基马来酰亚胺共聚物的制备方法，其步骤如下：

5.根据权利要求1所述的一种高耐热高低温韧性的abs材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)中的一种或两种。

6.根据权利要求1-5任意之一所述高耐热高低温韧性的abs材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种高耐热高低温韧性ABS材料的制备方法及应用。该ABS材料包含以下重量份计的组分：ABS树脂80‑95份，复合耐热改性剂5‑20份，助剂0.5‑2份。复合耐热改性剂，通过乳液共聚法制备，在传统的N‑苯基马来酰亚胺上引入硅氧键，使共聚物同时拥有高耐热和优良的低温韧性。本发明通过复合耐热改性剂，在提高了耐热性能的同时，很大程度上保留ABS的低温韧性，获得一种高耐热高低温韧性的ABS材料。拓宽了其在汽车内饰领域的应用。

技术研发人员：刘嘉任,纪效均,尹秀萍,梁亚男,丁步鹏,冯钰璐,何培雯,张锴,蔡青,蔡莹,周文
受保护的技术使用者：重庆普利特新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15