一种耐湿热老化的ABS材料及其制备方法与流程

本发明涉及abs材料，尤指一种耐湿热老化的abs材料及其制备方法。

背景技术：

1、abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是一种应用广泛的热塑性工程塑料，由苯乙烯-丙烯腈共聚物（san树脂）为连续相、聚丁二烯橡胶为分散相构成典型的“海岛结构”。得益于san树脂提供的刚性、耐化学性和表面光泽，以及聚丁二烯橡胶相赋予的优异冲击韧性，abs在电子电器、家用电器和汽车零部件等领域占有重要地位。其中，电吹风外壳及其风嘴、手柄、装饰圈等非带电结构件普遍选用abs，因其成型加工性好、尺寸稳定、表面易于着色和喷涂，能够满足家电产品对美学设计和规模化生产的要求。然而，普通abs的聚丁二烯橡胶相含有大量不饱和双键，在热、氧、光等环境因素作用下易发生氧化降解，尤其是当水汽与热氧条件耦合时，老化进程显著加速，这限制了其在浴室等高温高湿场景下的长期使用。

2、针对abs材料的湿热老化问题，现有技术主要从两个方向进行改性。第一种是优化抗氧剂体系，通过添加受阻酚类主抗氧剂与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的复配物，提升基体在热氧条件下的稳定性。部分技术方案还引入紫外线吸收剂以应对光老化，或添加润滑剂以改善加工性能。第二种技术路径是借鉴聚碳酸酯/abs合金（pc/abs）的耐湿热改性经验，添加碳化二亚胺类抗水解剂。该类抗水解剂在含酯键的pc/abs体系中被证实有效，其通过捕获羧基、抑制酯键水解来延缓湿热老化。部分专利文献如中国专利cn111004489a已公开将碳化二亚胺用于abs相关体系的技术方案，试图以此解决abs的湿热耐受性问题。

3、然而，上述现有技术方案均存在明显不足。首先，abs与pc/abs在分子结构和降解机理上存在本质区别——abs分子链不含易水解的酯键，其湿热老化的根源在于聚丁二烯不饱和双键的热氧降解和水汽沿san/橡胶相界面的毛细渗透。碳化二亚胺类抗水解剂的作用靶点与abs的实际降解途径并不匹配，不仅难以发挥有效防护，其碱性甚至可能催化abs基体降解，使材料性能不升反降。其次，简单的抗氧剂复配或纳米填料添加缺乏对相界面这一薄弱环节的针对性设计，无法有效阻断水汽沿界面的定向渗透。此外，电吹风在浴室中面临55℃/95%rh交变湿热、间歇冷热冲击以及护发喷雾中醇类介质的多重协同作用，现有技术普遍未针对这一复杂严苛的应用场景进行系统性配方和工艺优化，难以同时满足材料在长期湿热老化后的高冲击强度保留率、低色差和稳定绝缘电阻等综合性能要求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种耐湿热老化的abs材料，按重量份计，由包括以下组分的原料制备而得：

2、本体法abs树脂 65-78份（橡胶含量 15-18%，丙烯腈含量 28-32%）；

3、abs高胶粉 8-18份（聚丁二烯含量 55-65%）；通过提高体系橡胶含量弥补湿热老化导致的韧性损失，高胶粉的致密橡胶结构有利于延缓水氧向粒子内部扩散；

4、氟碳表面活性剂 0.15-0.4份；其在熔融加工和使用过程中随润滑剂体系迁移至表面并形成疏水膜；

5、环氧基硅烷改性疏水气相二氧化硅 0.8-2.0份；

6、硬脂酸钙 0.8-1.5份；

7、复合抗氧剂 0.5-1.0份；

8、润滑剂 0.3-0.6份。

9、其中，所述环氧基硅烷改性疏水气相二氧化硅是由经二甲基二氯硅烷表面处理的气相二氧化硅再经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝改性制得，环氧值为0.15-0.25mmol/g。

10、本发明还提供了该材料的制备方法，采用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，包括以下步骤：

11、(1) 将本体法abs树脂、abs高胶粉、硬脂酸钙、复合抗氧剂和润滑剂经主喂料口加入双螺杆挤出机；

12、(2) 将氟碳表面活性剂与环氧基硅烷改性疏水气相二氧化硅经侧喂料口塑化段末端加入，该区温度为180-200℃；

13、(3) 熔融共混挤出过程中，机筒真空度≥0.085mpa，机头温度为200-215℃；

14、(4) 挤出物经水下切粒、干燥，即得所述耐湿热老化的abs材料。

15、优选地，所述氟碳表面活性剂为全氟己基乙基磺酰胺丙基甜菜碱（ftab），其为c6短链全氟烷基甜菜碱类表面活性剂，符合环保法规要求。

16、优选地，所述复合抗氧剂由受阻酚抗氧剂1076、亚磷酸酯抗氧剂168和紫外线吸收剂uv-234按质量比(0.2-0.4):(0.2-0.4):(0.1-0.2)复配而成。

17、优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（ebs）。

18、优选地，所述环氧基硅烷改性疏水气相二氧化硅的制备方法为：将经二甲基二氯硅烷表面处理的气相二氧化硅原粉100份与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.5-3份在甲苯中回流反应3-5h，过滤后于60-100℃烘干，即得。

19、此外，本发明还请求保护上述耐湿热老化abs材料在浴室环境间歇工作电吹风非带电结构件中的应用，所述非带电结构件为风嘴、手柄外壳或装饰圈。

20、本发明的有益效果为：

21、（1）在相界层级，本发明通过γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对疏水气相二氧化硅进行环氧改性，利用引入的环氧基团与本体法abs树脂中san树脂的强极性腈基孤对电子之间的强偶极-偶极相互作用，克服了常规纳米填料在聚合物基体中易团聚、易迁移的缺陷，使纳米二氧化硅牢固钉扎在相界微缺陷处。这不仅实现物理上阻碍水汽渗透，更显著增强了相间粘合力，有效抑制了冷热交变应力下的微裂纹扩展。

22、（2）在表面层级，本发明引入的全氟己基乙基磺酰胺丙基甜菜碱具有极低的表面自由能，在湿热环境下化学稳定性极佳。不同于静态疏水涂层，该氟碳表面活性剂在加工受热及后续使用中，基于热力学不相容性持续向材料-空气界面动态迁移富集，形成自补充的纳米疏水膜。该膜层使材料表面水接触角稳定维持在105°以上，导致浴室冷凝水无法铺展吸附，极大缩短了液态水在壳体表面的滞留时间，从热力学源头阻断了水汽向基体内部渗透的初始路径。

23、（3）在基体层级，本发明突破了硬脂酸钙仅作为润滑剂的功能范畴，挖掘了其化学阻断的核心功能。聚丁二烯氧化产生的微量羧酸会自催化加速降解链式反应，构成隐性危机。本发明的硬脂酸钙通过ca2+与这些羧酸反应，生成稳定且无害的羧酸钙盐。这不仅切断了酸性自催化循环，还避免了离子性杂质析出导致的绝缘性能劣化。

1.一种耐湿热老化的abs材料，其特征在于，按重量份计，由包括以下组分的原料制备而得：

2.根据权利要求1所述的耐湿热老化的abs材料，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为全氟烷基甜菜碱类氟碳表面活性剂。

3.根据权利要求2所述的耐湿热老化的abs材料，其特征在于，所述全氟烷基甜菜碱类氟碳表面活性剂为全氟己基乙基磺酰胺丙基甜菜碱。

4.根据权利要求1所述的耐湿热老化的abs材料，其特征在于，所述复合抗氧剂由受阻酚抗氧剂1076、亚磷酸酯抗氧剂168和紫外线吸收剂uv-234按质量比(0.2-0.4):(0.2-0.4):(0.1-0.2)复配而成。

5.根据权利要求1所述的耐湿热老化的abs材料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

6.根据权利要求1所述的耐湿热老化的abs材料，其特征在于，所述环氧基硅烷改性疏水气相二氧化硅的制备方法为：将经二甲基二氯硅烷表面处理的气相二氧化硅原粉100份与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.5-3份在甲苯中回流反应3-5h，过滤后于60-100℃烘干，即得。

7.一种权利要求1至6任一项所述耐湿热老化的abs材料的制备方法，其特征在于，采用双螺杆挤出机进行熔融共混挤出，包括以下步骤：

8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机螺杆转速 350-450rpm，机筒温度分区为：加料段 160-180℃、塑化段190-210℃、均化段 185-195℃。

9.一种权利要求1所述的耐湿热老化abs材料在浴室环境间歇工作电吹风非带电结构件中的应用，所述非带电结构件为风嘴、手柄外壳或装饰圈。