超韌尼龍/abs合金的製備方法
2023-05-29 22:29:21 3
專利名稱：超韌尼龍/abs合金的製備方法
技術領域：
本發明涉及到一種超韌的尼龍/ABS合金的製備方法，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
聚醯胺(Polyamide縮寫為PA，俗稱尼龍)，具有高強度、耐磨及自潤滑等優良特性，是當前產量最大的工程塑料；但是尼龍具有高吸水性，低溫和缺口敏感的不足。Acrylonitrile/butadiene/styrene(ABS)樹脂是目前應用最廣泛的聚合物共混物，ABS樹脂可以是苯乙烯、丙稀腈接枝到聚丁二烯上，再把接枝物與苯乙烯—丙稀腈(SAN)共聚物共混製得，也可以是將SAN三元與丁腈橡膠(NBR)共混製得，它將聚苯乙烯、聚丁二烯和聚丙烯腈的性能有機地結合起來，不僅具有韌、硬、剛相均衡的優良力學性能，還具有較好的耐化學藥品性、尺寸穩定性和易加工等優點，所以經常用來與尼龍共混製成尼龍/ABS合金，尼龍/ABS合金最早由美國的Borg-Warner Chemicals公司和Monsanto公司(其塑料相關部門已被Bayer公司兼併)推出，前者的商品名為「Elemid」，後者的商品名「Triax」，此類合金具有熱變形溫度比尼龍高，以及較高的維卡軟化點等突出特點，因而成為製造汽車車身殼板等汽車部件的理想材料，此外，由於其抗衝擊性、剛性、耐化學藥品性等綜合性能卓越，在一般機械、日用雜品方面也獲得廣泛應用。
由於尼龍和ABS在熱力學上不相容，所以尼龍/ABS的簡單共混物表現出很差的力學性能尤其是差的缺口衝擊性能，為解決尼龍和ABS不相容的問題，通常的方法是採用與ABS基體相容，且含有能與尼龍端基反應的官能團的增容劑來增容尼龍和ABS共混體系，Lavengood等人(USP4,713,415)採用苯乙烯—丙稀腈—馬來酸酐(SANMA)三元共聚物做增容劑，製得室溫Izod缺口衝擊強度為851J/m的超韌尼龍/ABS材料(尼龍50；ABS44；SANMA6)；Kudva等人(Polymer，2000，41225-237)採用醯亞胺化的丙烯酸(IA)高聚物做增容劑，製得室溫Izod缺口衝擊強度為880J/m的超韌尼龍/ABS材料(尼龍47.5；ABS 47.5；IA5)，這些增容劑由於能與尼龍的端氨基反應，且與SAN基體相容，結果使尼龍、ABS相容性變好，分散相粒徑變小，粒徑分布變均勻，粒間距增大，界面粘合性變好，從而使橡膠粒子起到很好的增韌作用，所以通過加入合適的增容劑製得超韌的尼龍/ABS材料已是一種成熟的技術。
發明內容
本發明目的是採用一種製作工藝簡單方法來製備超韌尼龍/ABS合金。
本發明方法是採用酚醛樹脂動態硫化技術製備超韌的尼龍/ABS共混合金，動態硫化是指在橡膠和塑料熔融共混時，加入橡膠交聯劑，使橡膠相一邊交聯一邊在機械力作用下剪碎的過程，用這種方法製備橡塑共混材料並不需要合成新聚合物，而只需將現要現有的聚合物進行共混，因此節約了開發新聚合物品種的巨額資金投入，值得指出的是，在動態硫化技術的工業化過程中，路易斯酸催化的羥甲酚動態硫化體系的發現起到重要的促進作用。常用的有效合成樹脂硫化劑主要是特定的熱固性酚醛樹脂(PF)，採用熱固性酚醛樹脂硫化的橡膠製品，除了具有突出的耐熱老化性之外，還具有良好的耐臭氧老化和耐動態疲勞性能，作為橡膠硫化劑的酚醛樹脂應是對位或間位取代的烷基苯酚與甲醛在鹼性介質中的縮聚物，熱固性甲階酚醛樹脂與天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠都可發生硫化作用，酚醛樹脂與上述橡膠的硫化反應是靠酚醛樹脂的羥甲基或滷代甲基與橡膠大分子雙鍵或與α活潑氫原子發生反應，此外，羥甲基還能與丁腈橡膠的腈基反應。
本發明所述的超韌尼龍/ABS共混合金是由尼龍、ABS材料和酚醛樹脂硫化劑組成，其中尼龍含量在40～60％(重量比)，最好控制在50％；SAN含量20～30％(重量比)，最好控制在25％；NBR含量20～30％(重量比)，最好控制在25％；酚醛樹脂4～10Phr(按NBR重量計)，最好控制在8Phr，本發明採用酚醛樹脂動態硫化技術，使ABS中的橡膠相發生交聯，並將SAN相包裹，均勻地分布在尼龍連續相中，並由於酚醛樹脂與尼龍也發生反應，所以共混體系相容性變好，分散相分布均勻且粒徑變小，相界面結合力增大，成為具有優良綜合性能特別是高的缺口衝擊強度的尼龍/ABS合金，與以往的製備超韌的尼龍/ABS共混合金方法相比，本發明具有一下顯著特點(1)動態硫化製作工藝簡單，邊腳料可回收使用；(2)相對於特殊合成的增容劑，酚醛樹脂是一種易得價廉得添加劑；(3)使用動態硫化得材料硬度由於橡膠交聯而應硬化，彌補了由於加入橡膠增韌導致得材料變軟得缺陷(4)不受尼龍的端基影響，而使用含酸或酸酐的增容劑時，尼龍的端基必須為端氨基，本發明所得尼龍/ABS合金其性能優良，生產工藝簡單，生產成本低，可廣泛地用於電子、電氣和汽車行業。
本發明所述尼龍可以為尼龍6，尼龍66以及共聚尼龍等，無端基限制，ABS可以是苯乙烯、丙稀腈接枝到聚丁二烯上，再把接枝物與苯乙烯一丙稀腈(SAN)共聚物共混製得，也可以是將SAN三元與丁腈橡膠(NBR)共混製得。
製備動態硫化的超韌尼龍/ABS合金工藝如下尼龍先在真空烘箱中80℃下烘至少24小時去水；在擠出機或密煉機中，先將尼龍與ABS材料共混，再加入酚醛樹脂，進行擠出或密煉操作，溫度設定在尼龍的熔融溫度之上，擠出機轉速為200rpm，而密煉機轉速設為60～80rpm，時間大於10分鐘，擠出造粒或出片，製得尼龍/ABS合金。
具體實施例方式下面的實例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的範圍。
實施例1～4使用HAKKE密煉機，設定溫度為180℃，轉速為65rpm，將稱量好的NBR(牌號N220S，日本JSR公司生產)，SAN(牌號S640，LG甬興化學公司)或者ABS(牌號747，中國臺灣奇美公司)加入密煉機中，先攪拌1分鐘，加入共聚尼龍(牌號PSGN-150，上海賽璐化工股份有限公司)，再攪拌1分鐘，加入酚醛樹脂，再混合13分鐘。所得產品製成相應的測試樣條按ASTMD256，ASTMD638，ASTM D1525等標準測試材料的Izod缺口衝擊強度、拉伸強度、邵氏(Shore D)硬度和維卡軟化點(VST)等性能指標，結果列於下表。
注實例中PF含量以佔每百分NBR或ABS重量計，實例4中SAN用ABS代替。
權利要求
1.一種超韌尼龍/ABS合金的製備方法，其特徵在於採用酚醛樹脂動態硫化方法，製備工藝如下尼龍先在真空烘箱中於80℃烘至少24小時去水，然後在擠出機或密煉機中，先將尼龍與ABS材料共混，再加入酚醛樹脂進行擠出或密煉操作，溫度設定在尼龍的熔融溫度之上，擠出機速度為200rpm，而密煉機轉速為60-80rpm，時間大於10分鐘，擠出造粒或出片，製得尼龍/ABS合金，利用動態硫化技術使ABS的橡膠相發生交聯，同時硫化劑與尼龍反應，得到增容且增韌的材料，即超韌的尼龍/ABS合金。
2.根據權利要求1所述的超韌尼龍/ABS合金的製備方法，其特徵在於尼龍含量為40～60％(重量比)，最好控制在50％(重量比)。
3.根據權利要求1所述的超韌尼龍/ABS合金的製備方法，其特徵在於ABS中橡膠含量為20～30％(重量比)，最好控制在25％(重量比)。
4.根據權利要求1所述的超韌尼龍/ABS合金的製備方法，其特徵在於ABS中SAN含量為20～30％(重量比)，最好控制在25％(重量比)。
5.根據權利要求1所述的超韌尼龍/ABS合金的製備方法，其特徵在於酚醛樹脂用量為橡膠總用量的4～10Phr(按NBR重量計)，最好控制在8Phr(按NBR重量計)。
全文摘要
本發明是一種用酚醛樹脂動態硫化製備的超韌的尼龍/ABS材料,它是由尼龍、ABS材料、酚醛樹脂組成。其中通過動態硫化技術,使ABS中的橡膠相發生交聯,並將SAN相包裹,均勻地分布在尼龍連續相中,並由於酚醛樹脂與尼龍也發生反應,所以共混體系相容性變好,分散相分布均勻且粒徑變小,相界面結合力增大,成為具有優良綜合性能特別是高的缺口衝擊強度的尼龍/ABS合金。本發明所得尼龍/ABS合金其性能優良,生產工藝簡單,生產成本低,可廣泛地用於電子、電氣和汽車行業。
文檔編號C08L55/00GK1336395SQ0112658
公開日2002年2月20日 申請日期2001年8月30日 優先權日2001年8月30日
發明者王忠健, 張祥福, 張隱西 申請人:上海交通大學