專利名稱：一種耐熱abs/pvc合金及其制備方法
一種耐熱ABS/PVC合金及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱ABS/PVC合金及其制備方法。聚氯乙烯(PVC)塑料具有剛性好、強(qiáng)度高、阻燃、耐腐蝕、電氣絕緣性好以及軟硬 可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，但其加工性能差，缺口沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度低，脆性大，因此PVC塑料很難 代替工程塑料，這使它的應(yīng)用受到很大的限制。聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂具有良好的綜合性能，在較寬的溫度范圍 內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度與表面強(qiáng)度，熱變形溫度高，尺寸穩(wěn)定性好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定 性，但耐候性與耐熱性較差、易燃、且價(jià)格也較高。用PVC改性的ABS合金在性能上取長(zhǎng)補(bǔ)短，它既具有ABS樹脂耐沖擊、耐低溫、易 于成型加工等優(yōu)點(diǎn)，又具有PVC的阻燃性和耐腐蝕的優(yōu)良性能。合金中引入自制的高耐熱 改性劑，大幅度提高了該合金的熱變形溫度，擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。因此可以廣泛應(yīng)用于辦公 用品、家用電器、汽車等各個(gè)領(lǐng)域中?，F(xiàn)有ABS/PVC合金有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即耐熱性能較差，使用溫度低，限制了其進(jìn) 一步的廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)镻VC樹脂的耐熱性能很差，在1.82MPa條件下，其熱變形溫度僅 為50°C左右。所以，制備的ABS/PVC合金的耐熱性較差。目前，對(duì)該合金耐熱性的研究盡管 較多，但市售的耐熱改性劑有三個(gè)明顯的缺點(diǎn)A)添加量較大，耐熱溫度欲提高1度，需添加1份耐熱改性劑；B)對(duì)材料的韌性影響較大；C)價(jià)格昂貴。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱改性劑添加量較小、熱變形溫度較高， 耐熱效果好，沖擊韌性較好的耐熱ABS/PVC合金。本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱改性劑添加量較小、熱變形溫度 較高，耐熱效果好，沖擊韌性較好的耐熱ABS/PVC合金的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種耐熱ABS/PVC合金，其組 成按重量配比為(％ )聚氯乙烯20-80% ；聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 10-70%;相容劑1-3% ；熱穩(wěn)定劑3-6% ；潤(rùn)滑劑1-4% ；抗氧劑0.2-0.6%;
耐熱改性劑0.5-3%其它助劑1_3%。以上所述的一種耐熱ABS/PVC合金，所述聚氯乙烯的聚合度為700-800。所述ABS 為低粘度的樹脂。所述相容劑為氯化聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯。所述 熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫和環(huán)氧大豆油的復(fù)合體系。所述潤(rùn)滑劑為內(nèi)潤(rùn)滑和外潤(rùn)滑的復(fù)合體系， 內(nèi)潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣，外潤(rùn)滑為PE蠟或0P蠟。所述抗氧劑為主副抗氧劑的復(fù)合體系，主抗 氧劑為1010或1076，輔助抗氧劑為168。耐熱改性劑為是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和N-苯 基馬來酰亞胺為共聚單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用懸浮聚合的方法制備三元共聚物。
以上所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其組成按重量配比為(％ ) 聚氯乙烯 40-60% ；
28-48. 5% ； 2-3% ； 3. 5-4% ； 1. 6-3% ； 0. 4-0. 6% ； 1-2% 1-3%。
聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
相容劑
熱穩(wěn)定劑
潤(rùn)滑劑
抗氧劑
耐熱改性劑
其它助劑
以上所述的耐熱ABS/PVC合金的制備方法，包括以下步驟 a 按技術(shù)權(quán)利1的配比稱量原材料；b 將聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在85至95°C鼓風(fēng)干燥2 3小時(shí)；c:將聚氯乙烯、相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑、耐熱改性劑和其他助劑置于高 速混合機(jī)中于70°C下混合5 8分鐘，冷卻到室溫加入聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；d:將步驟c中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造 粒；加工工藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度140-150°C，二區(qū)溫度150-160°C，三區(qū)溫度 160-170°C，四區(qū)溫度 170-175°C，機(jī)頭 160_170°C，停留時(shí)間 1 2mi n，壓力為 10_20MPa。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，耐熱改性劑添加量較小、熱變形溫度較高，耐熱效 果好，在提高熱變形溫度的條件下耐熱ABS/PVC合金保持較高的沖擊韌性。。

圖1是本發(fā)明耐熱改性劑的合成路線圖。耐熱ABS/PVC是聚氯乙烯和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短， 既改善了 PVC的脆性，不耐高溫、加工流動(dòng)性，降低了 ABS的成本，又提高了 ABS的阻燃性， 因而具有優(yōu)良的綜合性能。耐熱ABS/PVC適合用于辦公用品、家用電器、汽車等各個(gè)領(lǐng)域 中。本發(fā)明提供的一種耐熱ABS/PVC合金，其組成按重量配比為(％ )聚氯乙烯PVC 20-80% ；聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS 10-70% ；相容劑1-3% ；PVC熱穩(wěn)定劑3-6% ；潤(rùn) 滑劑1-4% ；抗氧劑0. 2-0. 6% ；自制耐熱改性劑0. 5-3% ；其它助劑1_3%。
其中，PVC為聚合度為700-800的PVC-ZS85或S-60 ；ABS為低粘度的樹脂，如121H 或839，在220°C /10KG的測(cè)試條件下，其熔融指數(shù)為30g/10min，遠(yuǎn)高于其它ABS樹脂；相 容劑為CPE或MBS;熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫和環(huán)氧大豆油的復(fù)合體系，兩者之間的比例按重量比 為3 1至5 1，優(yōu)選4 1 ；潤(rùn)滑劑為內(nèi)潤(rùn)滑和外潤(rùn)滑的復(fù)合體系，內(nèi)潤(rùn)滑劑為硬脂酸 鈣，外潤(rùn)滑劑為PE蠟或0P蠟，抗氧劑為主副抗氧劑的復(fù)合體系，主抗氧劑為1010或1076， 輔助抗氧劑為168 ；自制耐熱改性劑是以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、N-苯基馬來酰亞胺為共 聚單體，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用懸浮聚合的方法制備得到的三元共聚物；其他助劑 包括加工助劑、紫外光吸收劑，加工助劑如耐磨劑。在本發(fā)明中，先將聚丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯在90°C鼓風(fēng)干燥2 3小時(shí)；樹脂及 助劑的混合步驟如下將聚氯乙烯、相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑、耐熱改性劑和其他 助劑置于高速混合機(jī)中于70°C下混合5 8分鐘，冷卻到室溫加入聚丙烯腈_ 丁二烯_苯 乙火布o(jì)將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如 下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度140-150°C，二區(qū)溫度150-160°C，三區(qū)溫度160_170°C，四區(qū)溫 度 170-175°C，機(jī)頭 160-170°C，停留時(shí)間 1 2min，壓力為 10_20MPa。為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述在下列實(shí)施例的合金材料配方中，相容劑選用CPE-135A或MBS核-殼型抗沖擊改 性劑，如日本三菱麗陽株式會(huì)社生產(chǎn)，商品牌號(hào)C-223A。熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫和環(huán)氧大豆油 的復(fù)合體系?？寡鮿樗腫3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，亞磷酸三 (2,4- 二叔丁基苯酯)，選用Ciba公司生產(chǎn)，商品牌號(hào)分別為IrganoxlOlO和Irganoxl68, 耐熱改性劑為實(shí)驗(yàn)室自制的三元共聚物。耐熱改性劑以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和N-苯基馬來酰亞胺 (N-phMI)為共聚單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用懸浮聚合的方法制備的三元共聚物。具 體制備方法和工藝如下a 以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，水/油(單體)=1/2. 5進(jìn)行懸浮聚合；b 合成溫度控制在70-80度；c 單體的加入采用分批加入的方式；d:合成路線如圖1所示。實(shí)施例1 按以下重量百分比稱取原料，PVC20%,ABS 70%,有機(jī)錫2%，環(huán)氧大豆油1 %，潤(rùn) 滑劑硬脂酸鈣/PE蠟為0.5/0. 5%，抗氧劑1010/168為0. 1/0. 1%，相容劑CPE 135A 3%, 耐熱改性劑0.5%，紫外光吸收劑2.0%，耐磨劑0.5%。將聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在85至95°C鼓風(fēng)干燥2 3小時(shí)；將聚氯乙烯、相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑、耐熱改性劑和其他助劑置于高速 混合機(jī)中于70°C下混合5 8分鐘，冷卻到室溫加入聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工藝如 下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度140-150°C，二區(qū)溫度150-160°C，三區(qū)溫度160_170°C，四區(qū)溫 度 170-175°C，機(jī)頭 160-170°C，停留時(shí)間 1 2min，壓力為 10_20MPa。實(shí)施例2
按重量百分比稱取原料，PVC為30%，ABS 60%,有機(jī)錫2%，環(huán)氧大豆油1 %，潤(rùn)滑 劑硬脂酸鈣/PE蠟為0.5/0. 5%，抗氧劑1010/168為0. 1/0. 1%，相容劑CPE 135A 3%，耐 熱改性劑1%，紫外光吸收劑1.5%，耐磨劑0.5%。其余制備步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例3 按重量百分比稱取原料，PVC為40%，ABS 50%,有機(jī)錫2%，環(huán)氧大豆油1 %，潤(rùn)滑 劑硬脂酸鈣/PE蠟為0.8/0. 8%，抗氧劑1010/168為0.2/0. 2%，相容劑CPE 135A 2%，耐 熱改性劑1.5%，紫外光吸收劑1.5%，耐磨劑0.5%。其余制備步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例4 按重量百分比稱取原料，PVC為50%，ABS 37%，有機(jī)錫2. 5%，環(huán)氧大豆油1 %，潤(rùn) 滑劑硬脂酸鈣/PE蠟為1/1%，抗氧劑1010/168為0.2/0. 2%，相容劑CPE 135A 2%，耐熱 改性劑2%，紫外光吸收劑1.5%，耐磨劑1.5%。其余制備步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例5 按重量百分比稱取原料，PVC為60%，ABS 25%,有機(jī)錫3%，環(huán)氧大豆油2%，潤(rùn)滑 劑硬脂酸鈣/PE蠟為2/1%，抗氧劑1010/168為0.3/0. 3%，相容劑CPE 135A 3%，耐熱改 性劑2.5%，紫外光吸收劑1.0%，耐磨劑0.5%。其余制備步驟同實(shí)施例1。實(shí)施例6 按重量百分比稱取原料，PVC為80%，ABS 6%,有機(jī)錫3%，環(huán)氧大豆油2%，潤(rùn)滑 劑硬脂酸鈣/PE蠟為3/1%，抗氧劑1010/168為0.3/0. 3%，相容劑CPE 135A 1%，耐熱改 性劑3 %，紫外光吸收劑0.5%，耐磨劑0.5%。其余制備步驟同實(shí)施例1。性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度按ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) (176士2) (長(zhǎng))X (12. 6 士0. 2)(端部寬度)X (3. 05 士0. 2)(厚度)，拉伸速度為 50mm/min ；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ASTM D-790標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm) (128士2) X (12. 67士0. 2) X (3. 11 士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D-256標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，試樣尺寸 (mm) (63士2) X (12. 45士0. 2) X (3. 1 士0. 2)；缺口類型為 A 類，缺口剩余厚度為 1. 9mm ；熔融指數(shù)按ASTM D-1238進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試溫度為200°C，負(fù)荷為10公斤，預(yù)熱時(shí)間 為 5min ；熱變形溫度按ASTM D-648進(jìn)行測(cè)試，試樣尺寸(mm) (128 士 2) X (12. 45 士0. 2) X (3. 1 士0. 2)，載荷為 1. 82MPa ；阻燃性能按UL94進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)尺寸(mm) (128 士 2) X (12. 67 士 0. 2) X (3. 11 士 0. 2)，火焰高度 20mm。實(shí)施例1-6配方及材料性能見下表 由上表可以看出，PVC含量在20 50%范圍內(nèi)ABS/PVC合金的沖擊強(qiáng)度很高， 隨PVC含量的增加，合金的沖擊性能有所下降，但都在lOOJ/m以上；PVC含量大于50%時(shí)， ABS/PVC合金的阻燃達(dá)到UL94V0級(jí)別，隨著耐熱改性劑的提高，合金的熱變形溫度也逐漸 提高，耐熱改性劑用量在0.5%時(shí)，熱變形溫度為70度，當(dāng)耐熱改性劑提高到3%時(shí)，熱變形 溫度為95度。綜合成本和性能的考慮，PVC的最佳添加量為50 60%;耐熱改性劑用量為1. 5 2%。本發(fā)明通過選擇高效的PVC熱穩(wěn)定劑體系，有效的抑制了 PVC加工過程中的降 級(jí)，可得到韌性和阻燃性能極佳的ABS/PVC合金材料，同時(shí)，在配方體系中加入自制的耐熱 改性劑，可以大幅度的提高合金的熱變形溫度，可以滿足辦公用品、家用電器、汽車等各個(gè) 領(lǐng)域中的使用要求。 以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種ABS/PVC合金及其制備方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中 應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助 理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想， 在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本 發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于其組成按重量配比為(％)∶聚氯乙烯 20-80％；聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 10-70％；相容劑 1-3％；熱穩(wěn)定劑 3-6％；潤(rùn)滑劑 1-4％；抗氧劑 0.2-0.6％；耐熱改性劑 0.5-3％其它助劑 1-3％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述聚氯乙烯的聚合度 為 700-800。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述ABS為低粘度的樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述相容劑為氯化聚乙 烯或聚甲基丙烯酸甲酯_ 丁二烯-苯乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述熱穩(wěn)定劑為有機(jī)錫 和環(huán)氧大豆油的復(fù)合體系。
6.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述潤(rùn)滑劑為內(nèi)潤(rùn)滑和 外潤(rùn)滑的復(fù)合體系，內(nèi)潤(rùn)滑劑為硬脂酸鈣，外潤(rùn)滑為PE蠟或0P蠟。
7.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于所述抗氧劑為主副抗氧 劑的復(fù)合體系，主抗氧劑為1010或1076，輔助抗氧劑為168。
8.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于耐熱改性劑為是苯乙烯、 甲基丙烯酸甲酯和N-苯基馬來酰亞胺為共聚單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，采用懸浮聚合 的方法制備三元共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的一種耐熱ABS/PVC合金，其特征在于其組成按重量配比為 (%)聚氯乙烯 40-60% ； 聚丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯28-48. 5% ； 相容劑2-3% ； 熱穩(wěn)定劑3.5-4%; 潤(rùn)滑劑1.6-3%; 抗氧劑0.4-0.6%; 耐熱改性劑1-2% 其它助劑1_3%。
10.如權(quán)利要求1所述的耐熱ABS/PVC合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a 按技術(shù)權(quán)利1的配比稱量原材料；b 將聚丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯在85至95°C鼓風(fēng)干燥2 3小時(shí)； c 將聚氯乙烯、相容劑、熱穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗氧劑、耐熱改性劑和其他助劑置于高速混 合機(jī)中于70°C下混合5 8分鐘，冷卻到室溫加入聚丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯；d 將步驟c中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒；加工工 藝如下雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度140-150°C，二區(qū)溫度150-160°C，三區(qū)溫度160_170°C，四 區(qū)溫度170-175°C，機(jī)頭160-170°C，停留時(shí)間1 2min，壓力為10_20MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐熱ABS/PVC合金及其制備方法。耐熱ABS/PVC合金的組成按重量配比為(％)聚氯乙烯20-80％；聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯10-70％；相容劑1-3％；熱穩(wěn)定劑3-6％；潤(rùn)滑劑1-4％；抗氧劑0.2-0.6％；耐熱改性劑0.5-3％；其它助劑1-3％。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，耐熱改性劑添加量較小、熱變形溫度較高，耐熱效果好，在提高熱變形溫度的條件下耐熱ABS/PVC合金保持較高的沖擊韌性。本發(fā)明大幅度提高了合金的熱變形溫度，可以滿足辦公用品、家用電器、汽車等各個(gè)領(lǐng)域中的使用要求。
文檔編號(hào)C08L27/06GK101875748SQ20101014037
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者徐東, 賀永, 馬旭輝 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司