PS/ASA合金组合物和PS/ASA合金材料及其应用制造技术

本发明专利技术属于高分子聚合物加工技术领域，提供了一种PS/ASA合金组合物和PS/ASA合金材料及其应用。以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS/ASA合金组合物包含：PS 3～50重量％，ASA 44～94重量％，相容剂2～22重量％；其中，所述相容剂通过将聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚乙二醇熔融共混反应制得，相对于100重量份的聚丙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量为1～3重量份，聚乙二醇的用量为3～20重量份。本发明专利技术的PS/ASA合金材料，生产成本低，实现节能降耗，满足了目前不断扩大的产量要求，且具有较高的抗低温冲击性能，使用范围广。

PS/ASA Alloy Composition and PS/ASA Alloy Materials and Their Applications

The invention belongs to the technical field of macromolecule polymer processing, and provides a PS/ASA alloy composition and PS/ASA alloy material and its application. Based on the total weight of the PS/ASA alloy composition, the PS/ASA alloy composition comprises: PS 3-50 wt., ASA 44-94 wt., and compatibilizer 2-22 wt%. The compatibilizer is prepared by melt blending of polypropylene, glycidyl methacrylate and polyethylene glycol, relative to 100 wt. parts of polypropylene, glycidyl methacrylate. The dosage is 1 to 3 parts by weight, and the dosage of PEG is 3 to 20 parts by weight. The PS/ASA alloy material of the invention has low production cost, realizes energy saving and consumption reduction, meets the current expanding production requirements, has high low temperature impact resistance and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
PS/ASA合金组合物和PS/ASA合金材料及其应用
本专利技术属于高分子聚合物加工
，具体涉及一种PS/ASA合金组合物，由该PS/ASA合金组合物制得的PS/ASA合金材料，以及该PS/ASA合金材料的应用。
技术介绍
3D打印(3DPrinting)技术又称快速成型技术、快速原型制造(RapidPrototypingManufacturing，RPM)、增材制造技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，其集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学于一身，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。通过高强度激光照射预先在工作台或零部件上铺上的材料粉末选择性地一层接着一层地熔融烧结，进而实现逐层成型的技术。3D技术具有高度的设计柔性，能够制造出精确的模型和原型，可以成型具有可靠结构的能够直接使用的零部件，并且生产周期短，工艺简单，因此特别适合于新产品的开发。成型材料的种类较为广泛，包括高分子、石蜡、金属、陶瓷以及它们的复合材料。然而，成型材料的性能、性状又是技术烧结成功的一个重要因素，还直接影响成型件的成型速度、精度，以及物理、化学性能及其综合性能。尽管适用的成型材料种类繁多，但是目前能够直接应用于3D技术并成功制造出尺寸误差小、表面规整、孔隙率低的模塑品的聚合物粉末原料却鲜少。3D成型主要包括熔融沉积成型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、立体光固化成型(SLA)等技术在内的多种3D打印技术大大拓展了材料成型的方法，特别是对于无法通过熔融加工成型的材料而言，3D打印成型是一种很好的解决方案。3D打印技术早在20世纪90年代中期就已出现，但由于价格昂贵，技术不成熟，早期并没有得到推广普及，经过20多年的发展，该技术已更加娴熟、精确，且价格有所降低。目前市场上最常见的3D打印材料有PP、PE、ABS、PLA等多种材料。PP材料由于其价格低廉、易加工成型成为市场主流材料；ABS力学性能好，尤其是韧性高，也广泛应用于工业级3D打印，但是在打印时会有难闻的气体产生，不适合办公室等环境，并且不透明；PLA在打印熔融时无难闻的气味，可降解，但是耐热性差、力学性能差，尤其是易发生脆性断裂，极大的限制了打印物件的使用。专利文献CN100347242A公开了以磺化聚苯乙烯锌为相容剂的高强阻燃PA6/PP合金材料，用于制造高强、阻燃以及各种厚度的电气零部件及汽车结构件。专利文献CN102079866A公开了汽车保险带拉环用的耐低温环保阻燃PA/PP合金材料。专利文献CN101724197A公开了具有优异性能，用于波纹管的PA6/PP复合材料。这些专利文献大都采用大量的PA6树脂作为基体，不能大幅度的降低成本，并且，多种无机填料的添加，降低了熔体流动速率，加工时不利于成型，以及会导致在3D打印过程中的出丝困难，不利于3D打印。另外，ASA(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物)工程塑料是丙烯酸酯类橡胶体与丙烯腈、苯乙烯的接枝共聚物，ASA材料拥有ABS的主要特性，高分子聚合物中若含有双键，则双键容易被能量强度较大的太阳光中的紫外线所打开，由此造成高分子聚合物的耐老化性能下降，而ASA正是用不含不饱和双键的丙烯酸橡胶替代了ABS中含有不饱和双键的丁二烯橡胶，因此，其不但可抵抗紫外线照射引起的降解、老化、褪色，同时对大气中的氧化加工过程中的高温引起的分解或变色有了坚强保障，由此极大的提升了材料的抗老化与耐侯性能。测试结果显示，ASA的抗老化性能是ABS的10倍以上。由于ASA出色的抗紫外、耐候性，其应用领域也随之扩大，其衍生材料逐渐替代ABS、PC/ABS合金等工程材料。但是由于材料结构问题，在ASA材料的使用中也有一定缺陷，材料韧性突出，强度、耐热性均有所下降，这给ASA材料的使用造成极大障碍。为了弥补ASA的性能缺陷，可选择添加PS材料与之共混使用，PS(聚苯乙烯系塑料)是指大分子链中包括苯乙烯基的一类塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具体品种包括普通聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、可发性聚苯乙烯(EPS)和茂金属聚苯乙烯(SPS)等。通用级聚苯乙烯是一种热塑性树脂，是有光泽的、透明的珠状或粒状的固体，密度1.04～1.09，透明度88％～92％，折射率1.59～1.60，在应力作用下，产生双折射，即所谓应力-光学效应，产品的熔融温度150～180℃，热分解温度300℃，热变形温度70～100℃，长期使用温度为60～80℃，在较热变形温度低5～6℃下，经退火处理后，可消除应力，使热变形温度有所提高，若在生产过程中加入少许α-甲基苯乙烯，可提高通用聚苯乙烯的耐热等级。通用级聚苯乙烯是以苯乙烯为单体经过自由基聚合或离子型聚合制得的，生产方法有本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法等，当今工业化生产所采用的主要是悬浮聚合法和本体聚合法。但是，由于材料的粘度较大，材料混合往往伴随能耗提高，设备扭矩值明显增大，另外，两种材料的混合熔融性较差，造成材料强度提高而韧性降低。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种PS/ASA合金组合物，由该PS/ASA合金组合物制得的PS/ASA合金材料，以及该PS/ASA合金材料的应用。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种PS/ASA合金组合物，以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS/ASA合金组合物包含：PA3～50重量％，ASA44～94重量％，相容剂2～22重量％；其中，所述相容剂通过将聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚乙二醇熔融共混反应制得，相对于100重量份的聚丙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量为1～3重量份，聚乙二醇的用量为3～20重量份。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种PS/ASA合金材料，该PS/ASA合金材料由上述的PS/ASA合金组合物熔融共混并成型制得。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了上述PS/ASA合金材料在3D打印中的应用。本专利技术的PS/ASA合金组合物中，相容剂能够改善PS/ASA合金材料的加工性能，降低PS/ASA合金材料的粘度，使得加工扭矩值明显降低，实现了材料生产过程中的节能降耗，提高生产效率，降低生产成本，满足了目前不断扩大的PS/ASA合金材料产量要求，另外，本专利技术的PS/ASA合金材料具有较好的韧性和强度，其拉伸强度≥41MPa，伸长率≥14％，弯曲强度≥51MPa，弯曲模量≥2.0MPa，简支梁缺口冲击强度：≥9.8kJ/m2(23℃)、≥3.5kJ/m2(-20℃)，能够满足作为3D打印材料的要求。具体实施方式为使本专利技术更加容易理解，下面将结合实施方式来详细说明本专利技术，这些实施方式仅起说明性作用，并不用于限制本专利技术。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种PS/ASA合金组合物，以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS/ASA合金组合物包含：PS3～50重量％，ASA44～94重量％，相容剂2～22重量％；其中，所述相容剂通过将聚丙烯(PP)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和聚乙二醇熔融共混反应制得，相对于100重量份的聚丙烯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PS/ASA合金组合物，其特征在于，以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS/ASA合金组合物包含：PS 3～50重量％，ASA 44～94重量％，相容剂2～22重量％；其中，所述相容剂通过将聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚乙二醇熔融共混反应制得，相对于100重量份的聚丙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量为1～3重量份，聚乙二醇的用量为3～20重量份。

【技术特征摘要】
1.一种PS/ASA合金组合物，其特征在于，以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS/ASA合金组合物包含：PS3～50重量％，ASA44～94重量％，相容剂2～22重量％；其中，所述相容剂通过将聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚乙二醇熔融共混反应制得，相对于100重量份的聚丙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯的用量为1～3重量份，聚乙二醇的用量为3～20重量份。2.根据权利要求1所述的PS/ASA合金组合物，其中，以该PS/ASA合金组合物的总重量为基准，所述PS的含量为9～29重量％，所述ASA的含量为63～86重量％，所述相容剂的含量为4～12重量％。3.根据权利要求1或2所述的PS/ASA合金组合物，其中，所述PS/ASA合金组合物还包含耐高温助剂和/或抗氧剂。4.根据权利要求3所述的PS/AS...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵静波，张师军，白弈青，高达利，吕芸，邹浩，董穆，徐萌，徐凯，徐毅辉，张丽英，刘建叶，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11