專利名稱：一種pa/abs復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，進一步地說，是涉及一種超高韌性的PA/ABS復(fù) 合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚酰胺(PA)俗稱尼龍，是一種廣泛應(yīng)用于汽車、電子、機械、儀器儀表等領(lǐng)域的熱 塑性工程塑料。PA具有優(yōu)良的耐磨性、耐油性和較廣的使用溫度范圍，其缺點是吸水率大、 尺寸穩(wěn)定性差、低溫和干態(tài)沖擊強度低，這些缺點在很大程度上限制了它的應(yīng)用。用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ對尼龍進行共混改性，可望改善尼龍的缺點，拓 寬尼龍的應(yīng)用領(lǐng)域。通過共混制得的PA/ABS復(fù)合材料，既綜合了尼龍的耐熱性和耐油性， 又綜合了 ABS的韌性和剛性，該材料具有優(yōu)良的沖擊強度、優(yōu)良的流動性和表面光澤度。可 廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外部件、通訊器材、電動工具以及體育用品等領(lǐng)域。尼龍是一種結(jié)晶性、強極性、熔體粘度很低的聚合物，而ABS是一種非結(jié)晶性、弱 極性的聚合物，兩者的溶解度參數(shù)相差較大，因而PA和ABS的簡單共混物存在著相容性較 差的缺點。在現(xiàn)有技術(shù)中，最有效的方法是在復(fù)合材料體系中加入相容劑。許多文獻報道 了常用的相容劑，如馬來酸酐接枝苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS-g-MAH)，馬來酸酐接枝聚苯 乙烯(PS-g-MAH)，馬來酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)，甲基丙烯酸縮水甘油酯和苯乙烯共聚物 (GMA/PS)等，此類相容劑改善PA和ABS的相容性，從而改善了材料的力學(xué)性能。另外，還有 報道為了改善PA與ABS共混物的沖擊強度，特別是材料的低溫性能，通過添加抗沖改性劑， 如ABS高膠粉，丙烯酸酯類橡膠等來提高復(fù)合材料的沖擊性能。中國專利(CN101067041A) 公開了用一種接枝聚苯乙烯作為相容劑，而制得的PA6/ABS復(fù)合材料沖擊性能從12KJ/m2 提高到20KJ/m2，提高幅度不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超高韌性PA/ABS復(fù)合材料及其制備方法。通過添加一 種極性化的SDS，首先作為相容劑能夠解決PA與ABS兩者的相容性問題，其次作為一種增韌 彈性體還能夠大幅度地提高PA/ABS合金材料的沖擊強度，特別是低溫沖擊強度，而其它力 學(xué)性能下降幅度較小。本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料，主要包括以下組分和重量份數(shù)A、聚酰胺40-80重量份；B, ABS, 15-50 重量份C、極性化SDS，5-30重量份。在本發(fā)明中優(yōu)選聚酰胺是聚己內(nèi)酰胺或聚己二酰己二胺。其中聚己內(nèi)酰胺(PA6)是相對密度 1. 10-1. 15、熔點為225-235°C、熔體相對粘度為2. 0-3. 0。所述聚酰胺用量為40-80重量份， 優(yōu)選為50-70重量份。
所述ABS指的是結(jié)構(gòu)單元中含有聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚丁二烯鏈段的三元共聚 物，其三種組份的重量比為聚丙烯腈含量30-55%，聚苯乙烯含量20-35%，聚丁二烯含量 10-50%。所述ABS用量為15-50重量份，優(yōu)選為20-45重量份。所述極性化SDS，是一種四嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)可用SDSP來表示，其中S代表聚苯乙 烯嵌段，D代表聚丁二烯嵌段或聚異戊二烯嵌段，P代表極性嵌段，該極性嵌段由乙烯基砒 啶及其衍生物的極性單體聚合得到，這種極性單體包括2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶及其 異構(gòu)體等。在SDS鏈段中，S/D的比例為5% 95% /95% 5%，在聚合物中極性嵌段的 重量含量為0. 50%。所述極性化SDS的數(shù)均分子量為1萬 30萬；分子量分布指數(shù) 為 1. 02 2. 00。本發(fā)明所述的極性化SDS的詳細(xì)內(nèi)容及其制備方法，可參見中國專利 200410023077. 7，其全部內(nèi)容在此引入本發(fā)明作為參考。本發(fā)明所述的極性化SDS可采用以下方法制備以丁基鋰為引發(fā)劑，四氫呋喃 為活化劑，環(huán)己烷為溶劑，先將苯乙烯加入到環(huán)己烷溶劑中加熱到50°C以上后加入丁基 鋰進行引發(fā)聚合，第一段聚合完畢后，相繼分別加入丁二烯(或戊二烯)和苯乙烯進行第 二段和第三段聚合，在第三段聚合完畢后，即得到SBS或SIS三嵌段活性聚合物，再繼續(xù) 加入上述乙烯基砒啶或其衍生物的極性單體，進行第四段聚合，第四段聚合的溫度控制 在-10°C 100°C，聚合時間控制在1-120分鐘所述極性化SDS用量為5-30重量份，優(yōu)選為5_20重量份。此外，本發(fā)明所述的PA/ABS合金材料中還可包含有常用的加工助劑，如抗氧劑、 潤滑劑等。這些常用的加工助劑的用量為常規(guī)用量，或根據(jù)實際情況的要求來進行適當(dāng)調(diào) 整。其中本發(fā)明中使用的抗氧劑可為瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)的抗氧劑，如Irganox 1098N，N，-雙-(3_(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺和Irgafosl68三(2， 4- 二叔丁基酚)亞磷酸酯。抗氧劑優(yōu)選均為0. 1-0. 5重量份；潤滑劑可為脂肪酸酰胺類 潤滑劑，如N, N，-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)。潤滑劑優(yōu)選為0. 2-0. 5重量份。本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料的制備可采用以下方法得到，具體方法例如將包含有 所述PA、ABS和極性化SDS在內(nèi)的各組分按所述組分配比經(jīng)過混合機攪拌均勻，用雙螺桿熔 融共混擠出，造粒后即制成本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料。本發(fā)明的制備方法中所使用的共混設(shè)備為橡塑加工業(yè)中的通用共混設(shè)備，可以是 BUSS混煉機組、雙螺桿擠出機或密煉機等。在制備過程中，物料的加工共混溫度為現(xiàn)有生產(chǎn) 技術(shù)中加工所用的熔融共混溫度，一般為220°C 240°C。本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料的優(yōu)選制備方法是將PA、ABS、極性化SDS及抗氧劑、 潤滑劑等一起攪拌均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機，在220°C 240°C加工溫度下，使物料熔融捏合 擠出，造粒后即制成本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料。PA、ABS和極性化SDS的重量比為(40 80) (15 50) (5 30)，優(yōu)選為(50 70) QO 45) (5 20)。本發(fā)明的制備過程中操作工藝簡單可靠，成本較低。采用極性化SDS作為相容劑， 很好地解決了 PA和ABS的相容性問題，復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；另外，極性化 SDS作為一種增韌彈性體，大幅度地提高了復(fù)合材料的沖擊強度，特別是低溫沖擊強度，而 其它力學(xué)性能略有下降。本發(fā)明的PA/ABS復(fù)合材料可廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)外部件、通訊器材、電動工具以及體育用品等領(lǐng)域，也可輻射到其它相關(guān)領(lǐng)域，有較好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不受這些實施例 的限制。實施例1 4 將聚己內(nèi)酰胺(PA6-1013B,日本UBE公司，100°C干燥6小時)、ABS (ABS-747S，臺 灣奇美公司，90°C干燥4小時)、極性化SDS (SDS，巴陵石油化工有限責(zé)任公司，其數(shù)均分子 量為8. 43萬，極性嵌段重量含量3.0% )、抗氧劑(1098和168，瑞士 CIBA公司)、潤滑劑 (EBS，上海)，放入低速混合機攪拌均勻，使各組分充分混合均勻。然后將上述混合物料在 220°C _240°C下的BUSS混煉機組(MKD-30，瑞士 BUSS公司)中擠出造粒。將擠出的粒料在 95°C恒溫烘箱中烘干Mir，然后在230°C 250°C的條件下注射成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進行各種力學(xué) 性能測試。其中各組分含量均以重量份數(shù)計。測試標(biāo)準(zhǔn)及力學(xué)性能結(jié)果如表1所示。對比例1 2:將聚己內(nèi)酰胺(同實施例1)、ABS(同實施例1)、抗氧劑(同實施例1)、潤滑劑(同 實施例1)放入低速混合機攪拌均勻，使各組分充分混合均勻。熔融共混、擠出造粒及制樣 測試的條件同實施例1。測試標(biāo)準(zhǔn)及力學(xué)性能結(jié)果如表1所示。表1PA6/ABS合金材料的組分配比及力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種PA/ABS復(fù)合材料，包括聚酰胺即PA，40-80重量份；ABS即結(jié)構(gòu)單元中含有聚丙 烯腈、聚苯乙烯、聚丁二烯鏈段的三元共聚物，15-50重量份；極性化SDS，5-30重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA/ABS復(fù)合材料，聚酰胺用量優(yōu)選為50-70重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PA/ABS復(fù)合材料，聚酰胺為聚己內(nèi)酰胺或聚己二酰己二胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PA/ABS復(fù)合材料，其特征在于聚己內(nèi)酰胺是相對密度 1. 10-1. 15、熔點為225-235°C、熔體相對粘度為2. 0-3. 0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA/ABS復(fù)合材料，ABS用量優(yōu)選為20-45重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的PA/ABS復(fù)合材料，ABS的三元共聚物其三種組份的重量 比為聚丙烯腈含量30-55%，聚苯乙烯含量20-35%，聚丁二烯含量10-50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA/ABS復(fù)合材料，極性化SDS用量優(yōu)選為5_20重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA/ABS復(fù)合材料，含有常用的加工助劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的PA/ABS復(fù)合材料，加工助劑中的抗氧劑優(yōu)選均為0.1-0. 5重 量份；潤滑劑優(yōu)選為0. 2-0. 5重量份。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的PA/ABS復(fù)合材料的制備方法，包括將包含有 PA、ABS、極性化SDS在內(nèi)的各組分經(jīng)過混合機攪拌均勻，用雙螺桿熔融共混擠出，造粒后即 制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述PA/ABS復(fù)合材料的制備方法，優(yōu)選方法是將PA、ABS、極性化 SDS及抗氧劑、潤滑劑等一起攪拌均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機，在220°C M(TC加工溫度下，使 物料熔融捏合擠出，造粒后即制成。
全文摘要
一種PA/ABS復(fù)合材料及其制備方法，涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，包括聚酰胺，40-80重量份；ABS，15-50重量份；極性化SDS，5-30重量份，將包含有PA、ABS和極性化SDS在內(nèi)的各組分按所述組分配比經(jīng)過混合機攪拌均勻，用雙螺桿熔融共混擠出，造粒后即制成，很好地解決了PA和ABS的相容性問題，復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。
文檔編號C08L77/02GK102051046SQ200910210348
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者丁樹巖, 元文芳, 劉善元, 張靜, 石勝鵬, 蔡濤, 金滟, 陳紹梅 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院