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CN108530822A - 一种高透明abs树脂及其制备方法 - Google Patents

一种高透明abs树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高透明ABS树脂及其制备方法，所述的高透明ABS树脂，包括如下原料：ABS，PMMA，低密度聚乙烯，硫化二甲基硅橡胶，细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷，抗氧剂，润滑剂。本发明的高透明ABS树脂的透明度和力学性能得到了增强。

Description

一种高透明ABS树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物技术领域，具体涉及一种高透明ABS树脂及其制备方法。
背景技术
通过由于丙烯腈的硬度和化学耐受性、丁二烯的抗冲击性和苯乙烯的可加工性而具有的优异的机械强度和外观，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)广泛用于汽车部件、家用电气、玩具、文具、和其他应用。然而ABS树脂不透明，并且对于需要透明度的部件的应用有限制。因此，最近透明树脂的发展进展良好。
透明树脂主要用于要求透明度的产品包括SAN、PC、GPPS、PMMA、透明ABS树脂等。
目前为止，用于生产具有优异透明度和物理性能的透明树脂的技术包括将抗冲击性应用至美国专利号3,787,522和日本专利公开号昭和(showa)63-42940中公开的透明PMMA树脂的方法。然而，该材料具有优异透明度和可加工性，但具有极差的抗冲击性，因而具有应用限制。同样，欧洲专利号0703252公开了用于将透明度应用至HIPS树脂的方法，但该材料劣化化学耐受性和抗刮性。同时，已经开展对于具有相对高化学耐受性和抗刮性的透明ABS树脂的研究，但在铅笔硬度方面有限制，维持在2B或3B。
因此，急需一种具有优异的透明度以及物理性质的透明ABS树脂组合物。
发明内容
本发明提供一种高透明ABS树脂及其制备方法，通过优化组分、用量，制得的产品具有高透明度和高力学性能。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS50-60份，PMMA25-30份，低密度聚乙烯10-20份，硫化二甲基硅橡胶5-10份，细孔无机硅胶2-4份，高粘度聚二甲基硅氧烷1-2份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂2-4份；所述细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1，所述低密度聚乙烯的质量占ABS质量20-30%，所述硫化二甲基硅橡胶的质量占ABS质量的10%-15%；所述高粘度聚二甲基硅氧烷的粘度为1万-10万。
进一步地，所述高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS55份，PMMA 27.5份，线性低密度聚乙烯13.75份，硫化二甲基硅橡胶6.8份，细孔无机硅胶3份，高粘度聚二甲基硅氧烷1.5份，抗氧剂0.75份；润滑剂3份。
进一步地，所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
进一步地，细孔无机硅胶为无色透明状玻璃体，平均孔距 2.0-3.0nm，比表面650-800m2/g。
进一步地，氢化石油树脂C5或C9氢化石油树脂。
进一步地，所述的PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，总透光率高于85%，洛氏硬度HRB大于110。
进一步地，所述的抗氧剂为多元受阻酚型抗氧剂。
进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
一种上述的高透明ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷，硫化二甲基硅橡胶按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，PMMA，抗氧剂，润滑剂，低密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
进一步地，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
本发明具有以下有益效果：
1)线性低密度聚乙烯包含有线性分子，具有高弹性，可以有效的在挤出时增强聚合物的抗坍塌性，以及各向异性；二甲基硅橡胶为无色透明的弹性体，优选为线型二甲基聚硅氧烷橡胶，可以进一步增强聚合物的力学性能，并且同时不降低透明度；
2）本发明以ABS，PMMA为基质，通过加入线性低密度聚乙烯，二甲基硅橡胶，调整树脂的折光指数完全匹配。PMMA树脂为该材料提供硬度和高光泽性，但是其折光性能与ABS相差较大，因此通过加入线性低密度聚乙烯，二甲基硅橡胶形成过渡，使折光指数有缓慢的过渡，在内部不出现雾化现象，从而实现高透明度。
3）添加细孔无机硅胶，利用其通透性，增加ABS树脂的透明度，并且其可以作为填料，增加树脂的力学性能，硅胶为细孔硅胶，与普通的硅胶（较大孔径）相比，可以进一步增强树脂的透明度，并且有利于分散。
4）本发明的高粘度聚二甲基硅氧烷的粘度（25°Ccp）为1万-10万，优选为2万-5万。通过添加高粘度聚二甲基硅氧烷，可以实现爽滑性，透光性为透光率100%，在不降低透光度的前提下，进一步提高树脂的内部剪切力。
5）本发明中细孔无机硅胶与高粘度聚二甲基硅氧烷优选按2:1的比例添加，能实现最佳的性能改善效果，推测是由于高粘度聚二甲基硅氧烷会部分吸附到细孔无机硅胶的表面，改善其与树脂母料的透光度的差，从而实现最佳的透明度。
本发明的高透明ABS树脂的力学性能和透明度得到了综合提高，低密度聚乙烯，硫化二甲基硅橡胶在制备高透明ABS树脂过程中起到了协同作用，协同提高了力学性能和透明度，且通过细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的进一步配合，进一步改善了力学性能和透明度。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
下面通过更具体的实施例加以说明。
高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS50-60份，PMMA25-30份，低密度聚乙烯10-20份，硫化二甲基硅橡胶5-10份，细孔无机硅胶2-4份，高粘度聚二甲基硅氧烷1-2份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂2-4份；所述细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1，所述低密度聚乙烯的质量占ABS质量20-30%，所述硫化二甲基硅橡胶的质量占ABS质量的10%-15%。
所述高粘度聚二甲基硅氧烷的粘度为5万。所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。所述细孔无机硅胶为无色透明状玻璃体，平均孔距 2.0-3.0nm，比表面 650-800m2/g。所述氢化石油树脂为C9氢化石油树脂。所述PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，台湾奇美有限公司CM205，总透光率高于85%，洛氏硬度HRB大于110。所述抗氧剂为多元受阻酚型抗氧剂。所述润滑剂为聚乙烯蜡。
一种上述的高透明ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷，硫化二甲基硅橡胶按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，PMMA，抗氧剂，润滑剂，低密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例1
高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS 55份，PMMA 27.5份，线性低密度聚乙烯13.75份，硫化二甲基硅橡胶6.8份，细孔无机硅胶3份，高粘度聚二甲基硅氧烷1.5份，抗氧剂0.75份；润滑剂3份。
一种上述的高透明ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷，硫化二甲基硅橡胶按比例在高速混炼机中混炼7.5分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，PMMA，抗氧剂，润滑剂，低密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌2分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物；
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
实施例2
高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS60份，PMMA 25份，低密度聚乙烯18份，硫化二甲基硅橡胶9份，细孔无机硅胶2份，高粘度聚二甲基硅氧烷1份，抗氧剂0.5份，润滑剂4份；所述细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1，所述低密度聚乙烯的质量占ABS质量30%，所述硫化二甲基硅橡胶的质量占ABS质量的15%。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS50份，PMMA 30份，低密度聚乙烯10份，硫化二甲基硅橡胶5份，细孔无机硅胶4份，高粘度聚二甲基硅氧烷2份，抗氧剂1份，润滑剂2份；所述细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1，所述低密度聚乙烯的质量占ABS质量20%，所述硫化二甲基硅橡胶的质量占ABS质量的10%。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中缺少改性低密度聚乙烯，硫化二甲基硅橡胶。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中缺少低密度聚乙烯。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中线性低密度聚乙烯22份。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中硫缺少化二甲基硅橡胶。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中硫化二甲基硅橡胶的量为13.75份。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中缺少细孔无机硅胶。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中缺少高粘度聚二甲基硅氧烷。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中高粘度聚二甲基硅氧烷替换为粘度为5000的聚二甲基硅氧烷。
对比例9
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中细孔无机硅胶3份，高粘度聚二甲基硅氧烷3份。
对比例10
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高透明ABS树脂的原料中细孔无机硅胶3份，高粘度聚二甲基硅氧烷6份。
拉伸强度按ASTM D-638标准，弯曲强度按ASTM D-790标准，进行制样测试，根据ASTM D1003测量透明度(雾度值)。
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5 对比例6 对比例7 对比例8 对比例9 对比例10
拉伸强度MPa 58 52 54 38 43 46 42 37 56 51 56 58 56
弯曲强度 88 84 87 58 73 66 65 68 78 76 80 87 81
雾度%（3mm板） 8.2 9.1 8.9 19.7 16.2 14.1 17.8 16.0 10.6 18.5 11.6 9.2 9.6
由上表可知：由实施例1-3和对比例1-9的数据可见，高透明ABS树脂的力学性能和透明度得到了综合提高，低密度聚乙烯，硫化二甲基硅橡胶在制备高透明ABS树脂过程中起到了协同作用，协同提高了力学性能和透明度，且通过细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的进一步配合，进一步改善了力学性能和透明度。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1. 一种高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS50-60份，PMMA 25-30份，低密度聚乙烯10-20份，硫化二甲基硅橡胶5-10份，细孔无机硅胶2-4份，高粘度聚二甲基硅氧烷1-2份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂2-4份；所述细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷的质量比为2:1，所述低密度聚乙烯的质量占ABS质量20-30%，所述硫化二甲基硅橡胶的质量占ABS质量的10%-15%；所述高粘度聚二甲基硅氧烷的粘度为1万-10万。
2. 根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，以质量份为单位，包括如下原料：ABS 55份，PMMA 27.5份，线性低密度聚乙烯13.75份，硫化二甲基硅橡胶6.8份，细孔无机硅胶3份，高粘度聚二甲基硅氧烷2份，抗氧剂0.75份；润滑剂3份。
3.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，细孔无机硅胶为无色透明状玻璃体，平均孔距 2.0-3.0nm，比表面 650-800m2/g。
5.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，氢化石油树脂C5或C9氢化石油树脂。
6.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，所述的PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯，总透光率高于85%，洛氏硬度HRB大于110。
7.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，所述的抗氧剂为多元受阻酚型抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的高透明ABS树脂，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸钙、石蜡、聚乙烯蜡中至少一种。
9.一种根据权利要求1-8所述的高透明ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将细孔无机硅胶，高粘度聚二甲基硅氧烷，硫化二甲基硅橡胶按比例在高速混炼机中混炼5-10分钟；
（2）按所述的配方称取ABS，PMMA，抗氧剂，润滑剂，低密度聚乙烯，投入到混合器中搅拌1-3分钟，得到混合原料；
（3）将步骤2的混合原料和步骤1的混炼产物投入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间1-2min，得到反应产物，
（4）将反应产物切粒、干燥后得到成品。
10.根据权利要求9所述的高透明ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的各区温度如下：一区180-200℃，二区200-220℃，三区200-220℃，四区200-220℃，五区200-220℃，六区200-220℃，七区200-220℃，八区200-220℃，九区200-220℃，机头200-210℃。
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