一种低气味玻纤增强abs组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低气味玻纤增强ABS组合物及其制备方法，包含组分：ABS树脂54-86.4%；玻璃纤维10-30%；相容剂11-5%；相容剂21-5%；水母粒1-5%；助剂0.1-3%；其制备方法是将ABS树脂、相容剂和助剂在高混机里混合1-3min；混合均匀，置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入水母粒和玻璃纤维熔融挤出，造粒干燥，即得。本发明使用以以马来酸酐接枝的ABS共混物为相容剂1，可增强ABS与玻纤的界面偶联作用，明显提高ABS的机械强度；另外以马来酸酐接枝物为相容剂2，能大大提高复合材料的相容性；以高熔体发泡PP为载体的水母粒作为气提剂，可以有效去除加工过程中产生的各种挥发性小分子和有机化合物，所制备的玻纤增强ABS组合物具有低气味、机械性能优等特点。
【专利说明】一种低气味玻纤增强ABS组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种玻纤增强ABS组合物，具体涉及一种低气味玻纤增强ABS组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)树脂兼具有丙烯腈的刚性和耐热性，聚苯乙烯的光泽性和加工性以及聚丁二烯的抗冲击性等特点，广泛应用于家用电器、办公设备、仪器仪表、交通运输、建筑材料、日用器具及包装材料等领域。使用玻璃纤维增强ABS能进一步提高复合材料的力学性能，以及提高其耐热温度。但是由于玻纤增强ABS复合材料气味很大，限制了其在汽车，家电等领域的应用。
[0003]玻纤增强ABS复合材料气味大的原因是多方面的，首先，ABS树脂在制造过程中，存在较多的小分子杂质，气味较难闻，总碳散发也较高；而且，在玻璃纤维增强ABS复合材料的制备过程中，往往会添加各种添相容剂,这些相容剂往往会不同程度地散发出难闻的气味。
[0004]减少气味的基本 方法包括化学反应和物理吸附两种。化学反应方法是指一些能与有气味小分子物质反应的添加剂，这些添加剂和小分子反应，产生分子链大、在一般环境中不能挥发出来的另一种化合物，从而消除气味，例如蓖麻油酸锌是通过螯合醛酮分子来降低气味的。而对于物理吸附来说，理论上讲，大量的空洞可以对任何产生气味或其他挥发份的小分子进行吸附，因此可能对产生气味问题的各个方面都有效果。目前常用的物理吸附剂包括活性炭、硅胶、凹凸棒、粘土矿物体系、分子筛、沸石、硅灰石、膨润土等。
[0005]专利200510026760.0提到气味为树脂原材料、稳定剂、矿物填料以及加工裂解产生的，气味解决方法:纳米氧化锌和纳米二氧化钛。USP6297307中公开了一种气味改进的ABS合金模塑物，通过添加一种氧化锌、氧化镁及至少一种环氧化合物的混合物，这种方法虽然可以改善气味，但是这些添加物对ABS合金材料的力学性能尤其是冲击有很大的影响。
[0006]上述方法对材料的气味问题均由不同程度的解决，然而，上述方法仅仅是针对某一组份对气味的影响，从而添加吸附剂来降低气味，但实际上材料气味是多种组分气味相互作用的结果。因此，开发一种能够全面解决各种气味问题而又不影响材料机械性能的ABS组合物显得尤为重要。
【发明内容】
[0007]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种低气味玻纤增强ABS组合物，该组合物通过添加水母粒，能有效去除加工过程中产生的各种挥发性小分子和有机化合物，同时不影响材料的机械性能。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种上述低气味玻纤增强ABS组合物的制备方法。
[0009]本发明是通过以下技术方案实现:一种低气味玻纤增强ABS组合物，按重量百分比计，包含以下组分:
ABS 树脂54-86.4% ；
玻璃纤维10-30% ；
相容剂I1-5% ；
相容剂21-5%
水母粒1-5% ；
助剂0.1-3% ；
其中，所述水母粒按重量百分比计，包括以下组分:
聚丙烯1%-49% ；
水50%-98% ；
矿物填料0.1-5% ；
本发明所述的水母粒，是由聚丙烯，矿物填料和水组成的复合物，该复合物含水量>50%，优选60-90%。所述聚丙烯为高熔体强度聚丙烯，其熔体强度>5cN。其中，熔体强度测试条件为:在190°C的实验温度下，使用长径比为10:1的毛细管口模，口模到滚轮的距离为24cm,柱塞下降速度为0.10mm/s,牵引滚轮的加速度为5mm/S2。所述矿物填料为滑石粉、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种的混合。
[0010]所述水母粒的制备方法，包括如下步骤:
(1)将聚丙烯与矿物填料按配比进行充分的混合，在挤出机中挤出条状聚丙烯，再将其切碎成聚丙烯预发泡颗粒；
(2)以水为发泡剂，将聚丙烯预发泡颗粒进行发泡，制备得到高熔体强度的发泡聚丙
烯；
(3)将高熔体强度的发泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制备得到不同含水量的水母粒，放出待用。
[0011]本发明的水母粒加入量优选0.5-5%，加入过多的水母粒，水母粒会在螺杆中沸腾，从而不利于生产。
[0012]所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制备方法为本体法或乳液法，其中丁二烯的重量百分比含量为10-55%，丙烯腈的重量百分比含量为15-32%，苯乙烯的重量百分比含量为30-70%。
[0013]所述相容剂I为马来酸酐接枝的ABS共混物，接枝率为1_12%，其融指为l-5g/10min (200°C，5kg);酸酐基团具有极高的化学反应活性，可在挤出共混过程中与玻纤的表面羟基反应，从而增强界面偶联作用。马来酸酐接枝ABS赋予了 ABS极性，只要添加少量的马来酸酐接枝ABS就可以大幅度提高ABS与玻纤的结合力，使增强ABS的拉伸强度、弯曲强度等明显提闻。
[0014]
所述相容剂2为聚丙烯与马来酸酐的接枝物PP-g-MAH，接枝率为0.3-1.2%，其融指为50-120g/10min(190°C，2.16kg)，马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，能大大提高复合材料的相容性。
[0015]所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短切玻璃纤维的一种或几种的混合。
[0016]优选的，所述长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10-16 μ m ;所述短切玻璃纤维的长度为0.2-10mm,直径为8-20 μ m。[0017]本发明组合物还包括0.1-3% (重量百分比)的助剂，所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、色粉或颜料中的一种或几种的混合。可根据不同技术要求等对上述助剂进行单独使用，或者复合使用。热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种以上。光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类或紫外线吸收剂。加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂(Cast, Znst),硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺)中的一种以上。
[0018]本发明所述的低气味玻纤增强ABS组合物的制备方法，包括以下步骤:
(O按重量百分比称取ABS树脂、相容剂1、相容剂2和助剂在高混机里混合l_3min ；混合均匀，得到预混料；
(2)将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入玻璃纤维和水母粒，熔融挤出，造粒干燥，即得。
[0019]所述熔融挤出的加工条件为:一区温度180-210°C，二区温度210_240°C，三区温度210-240°C，四区温度220-260°C，五区温度220_260°C，六区温度220_260°C，七区温度220-2600C，八区温度220-260°C，九区温度220_260°C，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
[0020]本发明与现 有技术相比，具有如下有益效果:
1)本发明使用以马来酸酐接枝的ABS共混物为相容剂1，可增强ABS与玻纤的界面偶
联
作用，明显提高ABS的机械强度；另外以马来酸酐接枝物为相容剂2，能大大提高复合材料的相容性，以高熔体发泡PP为载体的水母粒作为气提剂，可以有效去除加工过程中产生的各种挥发性小分子和有机化合物，所制备的玻纤增强ABS组合物具有低气味、机械性能优等的特性；
2)本发明使用的水母粒简单易得，制备工艺简单，成本低，能有效去除气味的同时，而
又
不影响组合物的机械性能；
3)本发明提出的低气味玻纤增强ABS组合物的制备方法简单易行，采取侧喂料加料的 方式加入水母粒，避免了从主喂料加入时而导致水母粒中的水分过早挥发的问题，能
更加有效的去除气味。
【具体实施方式】
[0021]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0022]以下实施例和对比例中，挤出机熔融挤出的加工条件如下:一区温度180_210°C，二区温度210-240°C，三区温度210-240°C，四区温度220_260°C，五区温度220_260°C，六区温度220-260°C，七区温度220-260°C，八区温度220_260°C，九区温度220_260°C，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
[0023]以下实施例和对比例中，ABS树脂选自巴斯夫的GP-22，长玻璃纤维选自巨石集团的ER13-2000-988A，其纤维直径为13 μ m，线密度为2000tex ;短切玻璃纤维选自ShenzhenYataida公司的ECS-13-4.5系列，其玻璃纤维的长度为4.5mm，直径为13 μ m ;相容剂I选自沈阳科通塑胶有限公司的KT-2，接枝率为1.3%，其融指为3.58/101^11 (200°C，5kg)。相容剂2选自沈阳科通塑胶有限公司的KT-1，接枝率为0.8%，熔融指数为60g/10min(190°C，
2.16kg)。
[0024]水母粒的制备:
将不同熔体强度的高熔体强度聚丙烯与矿物填料(滑石粉、碳酸钙或硫酸钡)按表1所示配比进行充分的混合，在挤出机中挤出条状聚丙烯，再将其切碎成聚丙烯预发泡颗粒；以水为发泡剂，将聚丙烯预发泡颗粒进行发泡，制备得到高熔体强度的发泡聚丙烯；将高熔体强度的发泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，通过控制混合的时间，制备得到如表1所示含水量的水母粒，放出待用。
[0025]表1水母粒的各组分含量(重量百分比)
【权利要求】
1.一种低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:按重量百分比计，包含以下组分: ABS 树脂54-86.4% ； 玻璃纤维10-30% ； 相容剂I1-5% ； 相容剂21-5% 水母粒1-5% ； 助剂0.1-3% ； 其中，所述水母粒按重量百分比计，包括以下组分: 聚丙烯1%-49% ； 水50%-98% ； 矿物填料0.1-5% ； 所述聚丙烯为高熔体强度聚丙烯，其熔体强度> 5cN。
2.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量为10-55%，丙烯腈的重量百分比含量为1 5-32%，苯乙烯的重量百分比含量为30-70%。
3.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述相容剂I为马来酸酐接枝的ABS共混物，接枝率为1-12%，其熔融指数在200 V、5kg条件下为l-5g/10mino
4.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述相容剂2为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，接枝率为0.3-1.2%，其熔融指数在190°C、2.16kg条件下为50-120g/10min。
5.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短切玻璃纤维的一种或几种的混合。
6.根据权利要求5所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述长玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10-16 μ m ;所述短切玻璃纤维的长度为0.2-10mm,直径为8-20 μm。
7.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述助剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、色粉或颜料中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求7所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述热稳定剂为酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类中的一种以上；所述光稳定剂为受阻胺类或紫外线吸收剂中的一种或几种的混合；所述加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂、硬脂酸复合酯或酰胺类中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述水母粒中含水量为60-90%。
10.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于，所述矿物填料为滑石粉、碳酸钙或硫酸钡中的一种或几种的混合。
11.根据权利要求1所述的低气味玻纤增强ABS组合物，其特征在于:所述水母粒的制备方法，包括如下步骤: (I)将聚丙烯与矿物填料按配比进行充分的混合，在挤出机中挤出条状聚丙烯，再将其切碎成聚丙烯预发泡颗粒； (2)以水为发泡剂，将聚丙烯预发泡颗粒进行发泡，制备得到高熔体强度的发泡聚丙烯； (3)将高熔体强度的发泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制备得到不同含水量的水母粒，放出待用。
12.权利要求f11任一项所述的低气味玻纤增强ABS组合物的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (O按重量百分比称取ABS树脂、相容剂1、相容剂2和助剂在高混机里混合l_3min ；混合均匀，得到预混料； (2)将预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中，从侧喂料口加入玻璃纤维和水母粒，熔融挤出，造粒干燥，即得。
13.根据权利要求12所述的低气味玻纤增强ABS组合物的制备方法，其特征在于:所述熔融挤出的加工条件为:一区温度180-210°C，二区温度210-240°C，三区温度210-240 °C,四区温度220-260 °C，五区温度220-260 °C，六区温度220-260 °C，七区温度220-2600C，八区温度220-2 60°C，九区温度220_260°C，主机转速250-600转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
【文档编号】C08L51/00GK103724922SQ201310660153
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】肖华明, 李欣, 陶四平, 宋晓东, 李晟, 张春怀, 李聪 申请人:天津金发新材料有限公司, 金发科技股份有限公司