低VOC高性能ABS复合材料及其制备方法与流程

低voc高性能abs复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种低voc高性能abs复合材料。


背景技术：

2.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(abs)是一种广泛应用的高分子树脂。abs具有良好的耐疲劳性、较好的耐热性、优良的尺寸稳定性等优点，但是在一些特定的应用领域中，对abs的物理性能、voc性能要求较高，普通abs材料已经不能满足这种要求，而这也限制了abs复合材料在一些特定领域中的应用。因此，如何能够同时改进abs材料的物理性能以及voc性能，这对于扩展abs复合材料的应用具有非常重要的现实意义。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创新地合成了一种低voc高性能abs复合材料，其具有良好的物理性能和voc性能，解决了现有技术的abs物理性能和voc性能有限的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种低voc高性能abs复合材料，按重量份计，主要包括或由以下原料组成：
[0005][0006]
作为优选，所述voc改进填料采用以下方法制备得到：
[0007]
称取高岭土、乙醚、去离子水和正硅酸四乙酯于反应器皿中，于30-50℃下反应4-6h，得到溶液a；
[0008]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，于700-780℃的马弗炉中煅烧10-16h，得高岭土/sio2填料，即voc改进填料。
[0009]
作为优选，所加入的高岭土、乙醚、去离子水、正硅酸四乙酯的质量比为(30-40)：(20-30)：(100-160)：(18-24)。
[0010]
作为优选，所述abs-g-egma采用以下方法制备得到：
[0011]
称取abs、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、催化剂、引发剂、去离子水置于高压釜内，保持釜内压力在12-16mpa，反应18-24h；
[0012]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，待冷却至室温过滤后，将滤得物用甲苯浸泡10-12h，抽滤，于50-70℃下真空干燥4-8h，得到abs-g-egma。
[0013]
作为优选，所加入的催化剂为alcl3或fecl3，引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
[0014]
作为优选，所加入的abs、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、催化剂、引发剂、去离子水的质量比为(30-36)：(18-24)：(0.2-0.4)：(0.1-0.3)：(80-120)。
[0015]
作为优选，所加入的抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称irganox1010)和1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称irganox1330)中的至少一种。
[0016]
本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的低voc高性能abs复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]
称取80份-100份的abs、10份-12份voc改进填料、0.2份-0.4份abs-g-egma、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0018]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料。
[0019]
作为优选，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区：
[0020]
一区温度180～210℃，二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃；
[0021]
所述双螺杆挤出机的机头温度200～230℃，螺杆转速200～280r/min。
[0022]
本发明还提供了一种汽车手套箱材料，采用上述任一项技术方案所述的低voc高性能abs复合材料制备得到
[0023]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0024]
1、本发明提供了一种低voc高性能abs复合材料，其通过向abs材料中加入voc改进填料和abs-g-egma，有效改善了现有abs材料的物理性能和voc性能，这对于扩展abs复合材料的应用具有显著意义。
[0025]
2、在本发明提供的abs复合材料中加入了创新合成的abs-g-egma的接枝共聚物，即相容剂，其利用alcl3形成能吸收电子云的分子或原子团的lewis酸作为共混体系烷基化反应的催化剂，且abs上面的苯环可以作为活性位点，使其可与乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的自由基发生耦合反应，然后在lewis酸的催化作用下，可以通过自由基反应把abs断链后的自由基接枝到苯环上面。利用该合成的abs-g-egma可以改善abs树脂和voc填料之间的相容性，相比于目前市场上常用的相容剂sebs-g-mah，abs-g-egma的接枝率更高，可有效改善abs材料的物理性能。
[0026]
3、在本发明提供的abs复合材料中还加入了创新合成的高岭土/sio2填料，其可作为voc改性填料使用，可有效改善abs复合材料的voc性能。
具体实施方式
[0027]
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施方式对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0028]
本发明所用原料如下：
[0029]
abs(型号pa-757k)，镇江奇美；高岭土，东莞三丰化工有限公司；乙醚，济南广宇化工有限公司；正硅酸四乙酯，山东多聚化学有限公司；去离子水，济南海瑞宝化工有限公司；乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，广州航钦化工有限公司；alcl3，山东淄博云迪化工有限公司；偶氮二异丁腈，济南盈鑫化工有限公司；抗氧剂(型号irganox168、irganox1010、irganox1330)，德国巴斯夫公司；sebs-g-mah，东莞市星原化工有限公司。
[0030]
制备例1
[0031]
称取300g高岭土、200g乙醚、1.0kg去离子水、180g正硅酸四乙酯，置于反应器皿中，30℃反应4h，得到溶液a；
[0032]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，置于700℃的马弗炉中煅烧10h，得voc改进填料m1。
[0033]
制备例2
[0034]
称取300g abs、180g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、2g催化剂alcl3、1g引发剂偶氮二异丁腈、800g去离子水，放入到高压釜内，保持釜内压力在12mpa，反应18h；
[0035]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，冷却至室温过滤取后，将滤得物用甲苯浸泡10h，抽滤，50℃真空干燥箱干燥4h，得产物abs-g-egma n1。
[0036]
实施例1
[0037]
称取80份abs、10份voc改进填料m1、0.2份abs-g-egma n1、0.1份-0.5份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0038]
将所得的混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p1。
[0039]
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃，机头温度200℃,螺杆转速200r/min。
[0040]
制备例3
[0041]
称取350g高岭土、250g乙醚、1.3kg去离子水、210g正硅酸四乙酯，置于反应器皿中，40℃反应5h，得到溶液a；
[0042]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，置于740℃的马弗炉中煅烧13h，得voc改进填料m2。
[0043]
制备例4
[0044]
称取330g abs、210g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、3g催化剂alcl3、2g引发剂偶氮二异丁腈、1.0kg去离子水，放入到高压釜内，保持釜内压力在14mpa，反应21h；
[0045]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，冷却至室温过滤取后，将滤得物用甲苯浸泡11h，抽滤，60℃真空干燥箱干燥6h，得产物abs-g-egma n2。
[0046]
实施例2
[0047]
称取90份abs、11份voc改进填料m2、0.3份abs-g-egma n2、0.1份irganox1010、0.2份irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0048]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p2。
[0049]
其中双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度210℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速280r/min。
[0050]
制备例5
[0051]
称取400g高岭土、300g乙醚、1.6kg去离子水、240g正硅酸四乙酯，置于反应器皿中，50℃反应6h，得到溶液a；
[0052]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，置于780℃的马弗炉中煅烧16h，得voc改进填料m3。
[0053]
制备例6
[0054]
称取360g abs、240g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、4g催化剂alcl3、3g引发剂偶氮二异丁腈、1.2kg去离子水，放入到高压釜内，保持釜内压力在16mpa，反应24h。
[0055]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，冷却至室温过滤取后，将滤得物用甲苯浸泡12h，抽滤，70℃真空干燥箱干燥8h，得产物abs-g-egma n3。
[0056]
实施例3
[0057]
称取100份的abs、12份voc改进填料m3、0.4份abs-g-egma n3、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0058]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p3。
[0059]
其中双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度195℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速240r/min。
[0060]
制备例7
[0061]
称取315g高岭土、225g乙醚、1.35kg去离子水、225g正硅酸四乙酯，置于反应器皿中，45℃反应5h，得到溶液a；
[0062]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，置于745℃的马弗炉中煅烧156h，得voc改进填料m4。
[0063]
制备例8
[0064]
称取335g abs、215g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、3.5g催化剂alcl3、2.5g引发剂偶氮二异丁腈、去离子水，放入到高压釜内，保持釜内压力在13mpa，反应19h。
[0065]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，冷却至室温过滤取后，将滤得物用甲苯浸泡11h，抽滤，65℃真空干燥箱干燥7h，得产物abs-g-egma n4。
[0066]
实施例4
[0067]
称取85份abs、11份voc改进填料m4、0.2份abs-g-egma n4、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0068]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p4。
[0069]
其中双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度205℃，二区温度218℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃,螺杆转速230r/min。
[0070]
制备例9
[0071]
称取355g高岭土、275g乙醚、1.55kg去离子水、235g正硅酸四乙酯，置于反应器皿中，35℃反应6h，得到溶液a；
[0072]
将溶液a进行过滤、洗涤、干燥，置于775℃的马弗炉中煅烧15h，得voc改进填料m5。
[0073]
制备例10
[0074]
称取325gabs、205g乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(egma)、2.5g催化剂alcl3、2.5g引发剂偶氮二异丁腈、955g去离子水，放入到高压釜内，保持釜内压力在15mpa，反应21h。
[0075]
反应结束后，向反应釜夹套内通冷却水并释放压力，冷却至室温过滤取后，将滤得
物用甲苯浸泡11h，抽滤，55℃真空干燥箱干燥7h，得产物abs-g-egma n5。
[0076]
实施例5
[0077]
称取85份abs、12份voc改进填料m5、0.2份abs-g-egma n5、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0078]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料p5。
[0079]
其中双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度195℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
[0080]
对比例1(对比实施例5)
[0081]
称取85份abs、12份高岭土、0.2份sebs-g-mah、0.1份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0082]
将所得混合料从双螺杆挤出机中挤出造粒，得到abs复合材料d1。
[0083]
其中双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度195℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃；所述双螺杆挤出机的机头温度225℃，螺杆转速225r/min。
[0084]
上述实施例1-5、对比例1的abs复合材料的性能数据如下表1所示。
[0085]
表1
[0086][0087]
由表1可以看出，p1-5的物理性能以及voc性能均比d1有明显改善，且显著优于行业标准，这说明本发明中的abs复合材料的voc性能和物理性能都得到了有效改善。