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CN112662085B - 一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热abs材料及其制备方法 - Google Patents

一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热abs材料及其制备方法 Download PDF

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CN112662085B
CN112662085B CN202011489449.0A CN202011489449A CN112662085B CN 112662085 B CN112662085 B CN 112662085B CN 202011489449 A CN202011489449 A CN 202011489449A CN 112662085 B CN112662085 B CN 112662085B
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张毅
夏镭
赵志刚
程方清
黄金华
蒲伟
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Shanghai Changwei Jinci Engineering Plastic Co ltd
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Shanghai Changwei Jinci Engineering Plastic Co ltd
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Abstract

本发明涉及高分子材料领域,具体是一种与聚氨酯泡沫材料粘结强度优异的超高耐热ABS材料,由以下成分按如下重量份组成:ABS树脂20‑40份,SAN树脂50‑70份,SMA树脂1‑10份,聚氨酯1‑10份,浮石0.1‑5份,抗氧剂0.1‑1份,润滑剂0.1‑1份。本发明还提供这种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料的制备方法。本发明通过添加浮石,一方面提高了接触面的有效表面积,另一方面,在挤出共混过程中,含有聚氨酯成分的ABS树脂能进入浮石孔隙中,在与聚氨酯做发泡粘结的时候,聚氨酯发泡材料也会进入孔隙中或与孔隙中的材料进行粘结,进一步提升了材料粘结强度。

Description

一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,具体地说,是一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(简称ABS),是一种无定形工程塑料,具有优异的韧性和加工流动性,所以在汽车内饰零件中得到广泛的应用。聚氨酯(简称TPU),具有优异的回弹性效果。所以,在一些高档车型的饰条或扶手等零部件,为了改善触感和外观效果,需要在ABS部件上包覆聚氨酯发泡层。而常规ABS和TPU的相容性一般,所以制备与聚氨酯粘结力优异的ABS材料就尤为重要。
中国专利文献CN105367982A公开了一种用于粘结ABS的热塑性弹性体组合物及其制备方法,主要通过制备一种聚氨酯树脂来达到与ABS粘结的目的,但该文献中是通过ABS的调整来达到与聚氨酯的粘结效果,与本发明有本质上的差别。
中国专利文献CN104927336A公开了一种耐湿热老化、高PU泡沫结合强度PC/SMA材料,主要通过添加苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)或SMA衍生物或两者的任意组合来达到与PU泡沫达到高结合强度的目的。
但是关于通过ABS的调整来达到与聚氨酯的优异的粘结效果的超高耐热ABS材料及其制备方法目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料及其制备方法,解决ABS材料与聚氨酯发泡材料粘结力太差而导致易剥离的问题。
本发明的第一方面,提供一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,由以下成分按如下重量份组成:
Figure BDA0002840312410000011
Figure BDA0002840312410000021
其中,
所述的ABS树脂的重均分子量为80000~150000g/mol,包括占总重的重量百分比含量为30~60%的橡胶、10~30%的丙烯腈、20~40%的苯乙烯。具体可选高桥石化的ABS8391,韩国锦湖的H181等。
所述的SAN树脂的分子量为100,000-200,000g/mol,丙烯腈(AN)含量为26-37%。具体可选奇美的PN-117C(丙烯腈含量为26%),PN-127H(丙烯腈含量为30%)和D-168(丙烯腈含量为35%)。优选丙烯腈含量为32~37%。更优选丙烯腈含量为35%的D-168。
所述的SMA树脂为苯乙烯和马来酸酐的共聚物,重均分子量为20,000-30,000g/mol,玻璃化转变温度为150-160℃,马来酸酐含量≥42%。具体可选Polyscope的SZ4005(马来酸酐的含量为42%)。
所述的聚氨酯树脂的邵氏硬度为50A-90A。具体可选烟台万华的WHT-1185EC,邵氏硬度为85A。
所述的浮石为白色粉末状,孔隙率≥60%,粒径0.1~3mm。优选孔隙率70%的浮石粉末。具体可选巩义市豫崇给排水器材厂的YS-FS浮石,孔隙率为70%,粒径为0.5~1.5mm。
所述的抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168、亚磷酸酯抗氧剂S-9228、受阻酚抗氧剂1010、受阻酚抗氧剂1098、受阻酚抗氧剂1076中的一种或两种。
所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。
在本发明的一个优选实施方式中,所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,由以下成分按如下重量份组成:
Figure BDA0002840312410000022
Figure BDA0002840312410000031
其中,选用的ABS树脂为的韩国锦湖的HR181;
选用的SAN树脂为奇美的D-168,丙烯腈含量为35%;
选用的SMA树脂为Polyscope的SZ40005,马来酸酐的含量为42%;
选用的聚氨酯树脂为烟台万华的WHT-1185EC,邵氏硬度为85A;
选用的浮石为巩义市豫崇给排水器材厂的YS-FS浮石,孔隙率为70%,粒径为0.5~1.5mm;
选用的抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1098和168复配使用,重量比为1:1;
选用的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
本发明的第二方面,提供一种如上所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份配比配制原料,投入预混器中使原料混合均匀,并加热至60℃后保温15分钟,得到预混料;
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中,挤出并切粒得到PC/ABS复合材料,其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm,料筒温度为220-270℃;
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
本发明有益效果在于:
本发明中主要通过添加浮石,一方面在共混改性后,在表面形成凹凸不平的形态,与聚氨酯发泡层结合时,提高了接触面的有效表面积。另一方面,浮石是一种多孔结构的矿物粉,在挤出共混过程中,含有聚氨酯成分的ABS树脂能进入孔隙中。在与聚氨酯做发泡粘结的时候,聚氨酯发泡材料也会进入孔隙中或与孔隙中的材料进行粘结,进一步提升了粘结强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
在以下各个实施例和对比例中,各原料采用下述成分:
选用的ABS树脂为高桥石化的ABS8391,韩国锦湖的H181;
选用的SAN树脂为奇美的PN-117C,D-168;
选用的SMA树脂为Polyscope的SZ25010(马来酸酐的含量为25%)和SZ40005(马来酸酐的含量为42%);
选用的聚氨酯树脂为烟台万华的WHT-1185EC,邵氏硬度为85A;
选用的滑石粉为MONDO的M05SLC,中位粒径为2.2um。
选用的浮石为巩义市豫崇给排水器材厂的YS-FS浮石,孔隙率为70%,粒径为0.5~1.5mm;选用的沸石为灵寿县环伦矿产品加工厂的915,孔隙率为50%,粒径为0.5~1.5mm。
选用的抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1098和168复配使用;
选用的润滑剂为季戊四醇酯(PETS)。
对比例1~3和实施例1~12:
S1、按照表1和表2的重量份配比配制原料,投入预混器中使原料混合均匀,并加热至60℃后保温15分钟,得到预混料;
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中,挤出并切粒得到PC/ABS复合材料,其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm,料筒温度为220-270℃;
S3、将步骤S2制得的ABS复合材料经过注射成型制得成品。
表1对比例1~3和实施例1~4的原料组成
Figure BDA0002840312410000041
表2实施例5~12的原料组成
Figure BDA0002840312410000051
实施例13:实施效果的评价
将上述对比例1~3及实施例1~12制得的材料进行相关测试。熔融指数按照ISO1133进行测试;弯曲强度按照ISO 178进行测试;缺口冲击强度按照ISO 179-1进行测试;粘结强度使用ABS和聚氨酯粘结后的样板,并裁取成拉伸样条,切开聚氨酯与ABS进行分离并进行粘结强度测试。测试结果如表3和表4所示。
表3对比例1~3和实施例1~5的性能评价及实行标准
Figure BDA0002840312410000052
表4实施例6~12的性能评价及实行标准
Figure BDA0002840312410000061
从对比例1和对比例2可以看到,使用D-168比PN-117C具有更好的粘结强度。这是因为D-168(AN含量为35%)比PN-117C(AN含量为26%)具有更高的AN含量,AN含量越高,材料的极性越高。由于聚氨酯本身也是极性类材料,所以粘结性更高。
从对比例2和实施例1~4可以看到,ABS中添加聚氨酯WHT-1185EC,可以提高聚氨酯发泡层的相容性,进而提高粘结强度。但是,随着添加量的逐渐提高,维卡软化温度和弯曲强度逐渐降低。从对比例3、实施例6和实施例12可以看到,随着SMA的添加,与聚氨酯发泡层的粘结强度有明显提高,这是因为SMA与SAN和聚氨酯都有很好的相容性。另外,当SMA中马来酸酐含量从25%提到42%时,与聚氨酯发泡层的粘结性也会有明显的提升,这是因为马来酸酐是提高SAN和聚氨酯之间相容性的主要影响因素。马来酸酐含量越高,反应活性相对就越好。当马来酸酐含量达到42%时,效果更佳。
从实施例6和11可以看到,使用70%孔隙率的浮石YS-FS比孔隙率50%的915沸石具有更好的粘结力,这是因为孔隙率越高,空隙中吸收的ABS树脂越多,越有利于粘结力的提高。从实施例3和实施例5~7可以看到,随着浮石的添加,粘结强度有明显的提升。这是因为浮石是多孔类矿物粉,孔隙率达到70%。所以,一方面与聚氨酯发泡层粘结时增加了表面积;另一方面,在共混过程中,ABS树脂可以进入浮石的空隙中。在遇到剥离的情况下,空隙内的树脂更难被剥离掉,进而提高的与聚氨酯发泡层的粘结强度。但是随着浮石添加量的进一步提高,产品的冲击强度有所下降。其中实施例6为最佳方案。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,由以下成分按如下重量份组成:
Figure FDA0003741494630000011
所述的SAN树脂中丙烯腈含量为26-37%;所述的SMA树脂中马来酸酐含量≥42%;所述的浮石孔隙率70%。
2.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的ABS树脂的重均分子量为80000~150000g/mol,包括占总重的重量百分比含量为30~60%的橡胶、10~30%的丙烯腈、20~40%的苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的SAN树脂的分子量为100,000-200,000g/mol。
4.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的SMA树脂为苯乙烯和马来酸酐的共聚物,重均分子量为20,000-30,000g/mol,玻璃化转变温度为150-160℃。
5.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的聚氨酯树脂的邵氏硬度为50A-90A。
6.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的浮石为白色粉末状,粒径0.1~3mm。
7.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168、亚磷酸酯抗氧剂S-9228、受阻酚抗氧剂1010、受阻酚抗氧剂1098、受阻酚抗氧剂1076中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料,其特征在于,由以下成分按如下重量份组成:
Figure FDA0003741494630000021
10.一种如权利要求1-9任一所述的与聚氨酯粘结强度优异的超高耐热ABS材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、按照重量份配比配制原料,投入预混器中使原料混合均匀,并加热至60℃后保温15分钟,得到预混料;
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中,挤出并切粒得到超高耐热ABS材料,其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm,料筒温度为220-270℃;
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