專利名稱：一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料，其特征為低碳、性能優(yōu)異的三元合金材料。
背景技術(shù)：
塑料合金是二種或二種以上樹脂共混在一起的新型塑料材料，塑料合金除了具有各自樹脂本身的性能 外，還具有其本身不具備的性能，開拓了各自樹脂的新功能，拓寬了其應(yīng)用范圍，是目前塑料改性行業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。雖然目前合金的開發(fā)品種很多，應(yīng)用量也很多，但普遍是以二元塑料合金居多，合金性能還是不夠完善；三元塑料合金在性能可以進(jìn)一步對(duì)二元合金材料進(jìn)行完善，但研究起來比較復(fù)雜，實(shí)際研究的很少，尤其是低碳生物塑料開發(fā)研究的三元結(jié)構(gòu)合金材料更是很少。目前已開發(fā)成熟的塑料合金有PC/ABS、ABS/PMMA、ABS/PVC、PPO/HIPS等，其用量增長(zhǎng)迅速，其中PP0/HIPS的使用量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PPO的使用量。專利CN1986634公開了一種“提高ABS與聚甲基丙烯酸甲酯相容性的方法”，該專利是以MBS作為相容劑提高ABS與聚甲基丙烯酸甲酯的相容性，在性能上得到改善。專利CN102061056A公開了一種抗靜電級(jí)ABS/PMMA合金及其制備方法，主要通過加入抗靜電劑改善ABS/PMMA合金材料的抗靜電性能，專利CN1986633涉及一種具有高表面硬度的ABS改性樹脂及其制備方法，該ABS改性樹脂包括按重量配比計(jì)算的100份ABS以及25 30份PMMA,還可添加3. 8 5份的助劑。該樹脂采用熔融共混擠出一步法制備。得到的ABS/PMMA合金在表面硬度提高5 10%。CN 102040813A公開了“一種聚乳酸/ABS樹脂復(fù)合材料及其制備方法”，該聚乳酸/ABS樹脂復(fù)合材料包括的重量百分比的配方組分為聚乳酸樹脂及其共聚物60% 80%、ABS樹脂10% 30%、相容劑3% 5%、增韌劑5% 10%、滑石粉0. 5% 2%、偶聯(lián)劑0. 5% I. 5%。，該發(fā)明是以SEBS接枝馬來酸酐、POE接枝馬來酸酐、ABS接枝馬來酸酐中的至少一種作為相容劑，所制得的復(fù)合材料主要提高了材料抗沖擊性能、熱變形溫度和可降解性能。該發(fā)明是一種二元合金材料，采用的是一種接枝聚合物作為相容劑。專利CNI01735582A公開了一種“聚乳酸/聚甲基丙烯酸甲醋合金材料及其制備方法”，通過加入10% 50%—定分子量的聚甲基丙烯酸甲酯提高了 PLA的耐熱性能，制得的材料特點(diǎn)是一種耐熱透明合金材料，是一種二元結(jié)構(gòu)合金材料；其組份主要構(gòu)成為聚乳酸50% 90%，聚甲基丙烯酸甲酯10% 50%，熱穩(wěn)定劑0. 1% 2%，潤(rùn)滑劑0. 1% 2%。綜上所述，如果要獲得一種性能優(yōu)異生物塑料合金材料，在二元基礎(chǔ)上加入第三種聚合物，構(gòu)成有低碳生物材料參與的合金材料，在性能和應(yīng)用上體現(xiàn)更多的特點(diǎn)，是一種全新的創(chuàng)造發(fā)明，其前景將更為廣闊。技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料，其主要解決的技術(shù)問題在于進(jìn)一步增加兩相合金材料的相容性，提高兩相合金材料存在性能上的不足，構(gòu)成三元合金材料，同時(shí)賦予了合金材料是一種低碳環(huán)保材料。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是向二元相合金材料中加入了第三種高分子材料而構(gòu)成的是一種三元體系合金材料；三元合金材料中的其中一種高分子材料完全是一種生物基的低碳高分子材料(也稱為生物高分子材料)；其中某一種高分子材料做為合金中其它兩種材料的相容劑，來提高界面結(jié)合強(qiáng)度；生物高分子材料做為該發(fā)明中的一種增強(qiáng)劑，從而構(gòu)成了一種性能優(yōu)異的低碳生物三元合金材料。從熱力學(xué)上分析，高分子材料之間的相容性與材料的溶度參數(shù)關(guān)系密切，溶度參數(shù)越相近，其相容性也越好。ABS、PMMA、PLA三者的溶度參數(shù)分別為9. 5,9. 6和9. 7。由于ABS與PLA的溶度參數(shù)相差為兩個(gè)數(shù)量級(jí)，說明兩種材料有一定的相容性，而PMMA與ABS的溶度參數(shù)相差僅為一個(gè)數(shù)量級(jí)，PMMA與PLA的溶度參數(shù)相差也僅為一個(gè)數(shù)量級(jí)，從溶度參數(shù)相近、兩相間的相容性越好原則出發(fā)，可以看出=PMMA分別與ABS和PLA的相容性都要好于ABS與PLA之間的相容性，可見在本發(fā)明中，PMMA明顯在ABS和PLA兩相間起到了很好的橋梁作用，增加了 ABS和PLA兩相界面間的結(jié)合力，從而很好的提高了本發(fā)明三元合金材料的性能。本發(fā)明的特征在于組成包括ABS(丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯三元共聚物)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PLA (聚乳酸)、熱氧穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑，其中所述ABS的含量所占重量百分比為50% 70% ；ABS的中文學(xué)名丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯三元共聚物，屬于塑料中典型的剛韌品種，同時(shí)具有流動(dòng)性很好、韌性好、表面光澤度高、易進(jìn)行表面涂層處理、易著色等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于殼體材料。 所述PMMA的含量所占重量百分比為5% 30% ；PMMA的中文學(xué)名聚甲基丙烯酸甲酯，屬于三大透明塑料品種之一，具有高透明性、光學(xué)性能好、表面硬度高、表面光澤度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn)。所述PLA的含量所占重量百分比為5% 70% ；PLA的中文學(xué)名聚乳酸，為近年來開發(fā)的一種全生物質(zhì)塑料，其合成原料為天然植物，目前全球產(chǎn)量20萬(wàn)噸左右；PLA具有良好的低碳性能、生物降解性能、高強(qiáng)度、高模量、高透明等性能，是目前最具有發(fā)展前途的塑料新品種。所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0. 5% 2%;熱氧穩(wěn)定劑具體為一種受阻酚類、亞磷酸酯類和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物。所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 5% I. 5%;潤(rùn)滑劑具體為為氧化聚乙烯蠟、EBS、硬脂酰胺、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、芥酸酰胺、有機(jī)硅酮中的兩種或兩種以上復(fù)配物。優(yōu)選一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料配方一為所述ABS的含量所重量占百分比為55% ；所述PMMA的含量所占重量百分比為23. 4% ;所述PLA的含量所占重量百分比為20% ;所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0.8%，所述的熱氧穩(wěn)定劑為P (3，5- 二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物，其中P (3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為12. 5%，雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為25%，鈣鋅穩(wěn)定劑在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為62. 5% ；所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 8%，所述潤(rùn)滑劑為氧化聚乙烯蠟以及硬質(zhì)酰胺復(fù)配物，其中氧化聚乙烯蠟在所述的潤(rùn)滑劑中所占重量百分比為37. 5%，硬質(zhì)酰胺在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為62. 5% ；優(yōu)選一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料配方二為所述ABS的含量所占重量百分比為66. 4% ;所述PMMA的含量所占重量百分比為27% ；所述PLA的含量所占重量百分比為5% ;所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0.8%，所述的熱氧穩(wěn)定劑為@ (3，5- 二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物，其中P (3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分為12. 5%，雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為25%，鈣鋅穩(wěn)定劑在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為62. 5% ；所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 8%，所述潤(rùn)滑劑為氧化乙烯蠟以及硬質(zhì)酸鈣復(fù)配物，其中氧化聚乙烯蠟在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為37. 5%，硬質(zhì)酸鈣在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為62. 5%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利的技術(shù)效果是本發(fā)明提供一種性能優(yōu)異的合金材料，本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，通過增加第三組份和各材料含量的控制，而形成了一種性能優(yōu)異的三元合金材料，其中含一種低碳生物高分子材料(PLA)，且起到一種增強(qiáng)作用，PMMA做為PLA和ABS的相容劑，起到了很好的相容劑作用，從而提高合金材料的性能。ABS屬于塑料中典型的剛韌品種，同時(shí)具有流動(dòng)性很好、韌性好、表面光澤度高、易進(jìn)行表面涂層處理、易著色等優(yōu)點(diǎn)，但其剛性遠(yuǎn)不如PLA和PMMA，且不耐溶劑，是一種傳統(tǒng)石油基高分子材料，不具有低碳環(huán)保特點(diǎn)；PMMA屬于三大透明塑料品種之一，具有高透明性、光學(xué)性能好、表面光澤度高、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，但性脆也是一種傳統(tǒng)石油基高分子材料，不具有低碳環(huán)保特點(diǎn)；PLA是近年來開發(fā)的一種全生物質(zhì)塑料，具有低碳環(huán)保特點(diǎn)，同時(shí)具有可生物降解性能、高強(qiáng)度、高模量、高透明等性能，但性脆，不耐溫(熱變形溫度僅為55°C左右)。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的一種性能優(yōu)異的合金材料作更為詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種性能優(yōu)異的合金材料，其組成成份包括ABS (丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯三元共聚物)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、PLA(聚乳酸)、熱氧穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑，其中所述ABS (丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯三元共聚物)的含量所占重量百分比為50 % 70% ；所述PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的含量所占重量百分比為5% 30% ；所述PLA(聚乳酸)的含量所占重量百分比為5% 70% ；所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0. 5% 2% ;所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 5% I. 5%。 本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)ABS屬于塑料中典型的剛韌品種，同時(shí)具有流動(dòng)性很好、韌性好、表面光澤度高、易進(jìn)行表面涂層處理、易著色等優(yōu)點(diǎn)，但其剛性遠(yuǎn)不如PLA和PMMA，也不耐溶劑，是一種傳統(tǒng)石油基高分子材料，不具有低碳環(huán)保特點(diǎn)；PMMA屬于三大透明塑料品種之一，具有高透明性、光學(xué)性能好、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，但性脆也是一種傳統(tǒng)石油基高分子材料，不具有低碳環(huán)保特點(diǎn)；PLA是近年來開發(fā)的一種全生物質(zhì)塑料，具有低碳環(huán)保特點(diǎn)，同時(shí)具有可生物降解性能、高強(qiáng)度、高模量、高透明等性能，但性脆，不耐溫(熱變形溫度僅為55°C左右)。本發(fā)明是以ABS為主體再混合PMMA和PLA制成的一種合金，便其兼具了三種材料ABS、PMMA、PLA特點(diǎn)，綜合性能優(yōu)異，低碳環(huán)保。ABS為合金材料提供一種韌性特點(diǎn)，耐溫性能得到改善，材料的剛性由其它兩相材料PMMA和PLA彌補(bǔ)，PLA起主要增強(qiáng)作用，PLA的耐熱缺陷由ABS和PMMA彌補(bǔ)，材料的低碳環(huán)保特性由PLA保證。高分子材料之間的相容性與材料的溶度參數(shù)關(guān)系密切，溶度參數(shù)越相近，其相容性也越好。ABS、PMMA, PLA三者的溶度參數(shù)分別為9. 5、9. 6和9. 7，從中可以看出，ABS與PLA的溶度參數(shù)相差為兩個(gè)數(shù)量級(jí)，可以說兩種材料是有一定的相容性的，但與PMMA和ABS的溶度參數(shù)相差僅為一個(gè)數(shù)量級(jí)、PMMA和PLA的溶度參數(shù)相差也僅為一個(gè)數(shù)量級(jí)相比，顯然ABS與PMMA的相容性和PLA與PMMA相容性會(huì)比ABS與PLA相容性更好。本發(fā)明考慮以上因素，在ABS和PLA兩相間建立起以PMMA的橋梁，成為ABS-PMMA-PLA體系，則相臨兩相之間的溶度參數(shù)減小到了一個(gè)數(shù)量級(jí)，相應(yīng)的提高了兩相之間的界面結(jié)合力，合金性能特點(diǎn)得到更好體現(xiàn)，性能更優(yōu)異。表I為本發(fā)明合金材料性能對(duì)比情況表1ABS/PMMA/PLA 性能表
權(quán)利要求
1.一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料，其特征在于組成包括ABS (丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯三元共聚物)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PLA(聚乳酸)、熱氧穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑，其中 所述ABS的含量所占重量百分比為50% 70% ; 所述PMMA的含量所占重量百分比為5% 30% ； 所述PLA的含量所占重量百分比為5% 70% ; 所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0. 5% 2%，具體為一種受阻酚類、亞磷酸酯類和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物； 所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 5% I. 5%，具體為氧化聚乙烯蠟、EBS、硬脂酰胺、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、芥酸酰胺、有機(jī)硅酮中的兩種或兩種以上復(fù)配物。
2.如權(quán)利要求I所述的一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料，一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料配方I為 所述ABS的含量所重量占百分比為55% ； 所述PMMA的含量所占重量百分比為23. 4% ; 所述PLA的含量所占重量百分比為20% ； 所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0.8%，所述的熱氧穩(wěn)定劑為P (3，5_ 二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物，其中P (3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為12.5%，雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為25%，鈣鋅穩(wěn)定劑在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為62. 5% ； 所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 8%，所述潤(rùn)滑劑為氧化聚乙烯蠟以及硬質(zhì)酰胺復(fù)配物，其中氧化聚乙烯蠟在所述的潤(rùn)滑劑中所占重量百分比為37. 5%，硬質(zhì)酰胺在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為62. 5%。
3.如權(quán)利要求I所述的一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料，一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料配方2為 所述ABS的含量所占重量百分比為66. 4% ； 所述PMMA的含量所占重量百分比為27% ； 所述PLA的含量所占重量百分比為5% ； 所述熱氧穩(wěn)定劑的含量所占重量百分比為0.8%，所述的熱氧穩(wěn)定劑為P (3，5_ 二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯和鈣鋅穩(wěn)定劑的復(fù)配物，其中P (3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸季戊四醇酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分為12. 5%，雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為25%，鈣鋅穩(wěn)定劑在所述的熱氧穩(wěn)定劑中所占重量百分比為62. 5% ； 所述潤(rùn)滑劑的含量所占重量百分比為0. 8%，所述潤(rùn)滑劑為氧化乙烯蠟以及硬質(zhì)酸鈣復(fù)配物，其中氧化聚乙烯蠟在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為37. 5%，硬質(zhì)酸鈣在所述的潤(rùn)滑劑中占重量百分比為62. 5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種性能優(yōu)異的生物塑料合金材料。其組成為ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)/PLA(聚乳酸)三元合金，通過增加第三組份提高相容性和各合金組分含量的控制，形成了一種性能優(yōu)異的三元合金材料；三元合金中PLA為生物塑料，合金屬于生物塑料合金，具有優(yōu)異的低碳性能。本發(fā)明的特征在于配方中各組分的重量百分比為ABS樹脂50％～70％，PMMA樹脂5％～30％，PLA樹脂5％～70％，熱氧穩(wěn)定劑0.5％～2％，潤(rùn)滑劑0.5％～1％。
文檔編號(hào)C08L83/04GK102617977SQ20121010487
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者張向南, 王文廣, 陳向文 申請(qǐng)人:張向南, 王文廣, 陳向文