一种高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂的制备方法，属于合成树脂领域。本发明专利技术是将纳米级二氧化硅表面进行硅烷偶联剂改性，再将胺类抗氧剂分子接枝到二氧化硅表面制备成抗氧剂改性二氧化硅。最后将抗氧剂改性的二氧化硅与ABS接枝粉料、SAN树脂进行熔融挤出共混，经造粒后制备获得高刚性、高韧性、高耐老化ABS树脂。
A preparation method of ABS resin with high rigidity, high toughness and aging resistance
【技术实现步骤摘要】
一种高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂的制备方法
本专利技术属于合成橡胶领域，具体涉及一种高刚性、耐老化、高流动ABS树脂的制备方法。
技术介绍
ABS树脂是一种力学性能、加工性能、耐溶剂性能优异的工程塑料，可以广泛应用于家用电器、汽车制造等领域，一般而言通用级ABS树脂的性能完全能够达到上述领域要求，但是在特殊应用领域下如制备轴承、齿轮以及电子产品部件的时候需要对ABS树脂进行适当改性，增加其刚性、耐磨性以及耐老化性能等，。因此，高刚性、耐老化ABS树脂应用领域有着重要的地位。高刚性ABS树脂全球每年的需求量在20万吨左右，其中绝大部分需求是来自于中国大陆，高刚性ABS树脂中最具有代表性的产品是中国台湾奇美公司ABS树脂PA707K，此产品的硬度在114左右，弯曲强度高于85Mpa，冲击强度在140J/m左右。高刚性ABS树脂的制备通常采用乳液参混法，在制备过程中降低了ABS高胶粉的用量，进而提高了ABS树脂的刚性，但这样一来，ABS树脂的韧性受到了破坏。姚姗姗等人（化工新材料，2016，44（11），85-87）曾报道了一种高刚性ABS树脂的制备工艺，研究中采用降低高胶粉含量的方法成功制备出了与PA707K性能相当高刚性ABS树脂。玻纤增强改性也是一种提高ABS树脂刚性和强度的方法，盛禧奥公司推出的长玻纤增强ABSLGF具有很好的刚性和强度，可以代替铝镁合金在汽车零部件上使用。综合目前高刚性ABS树脂及改性产品的特征可以看出，目前高刚性ABS树脂的韧性均较低，高刚性ABS产品的开发都是依靠牺牲产品的韧性而实现的，因此开发出一款高刚性兼顾高韧性的产品对于满足ABS市场需求具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提高ABS树脂刚性的同时保证ABS树脂的韧性，增强ABS树脂的耐老化性能。利用硅烷偶联剂对纳米级二氧化硅进行改性，并在改性后的二氧化硅表面接枝抗氧剂。最终将带有抗氧剂的二氧化硅与ABS高胶粉和SAN树脂进行熔融共混，最终制备出高刚性、高韧性、耐老化的ABS树脂。其具体步骤如下：（1）以质量份数计，将10～60份抗氧剂与5～60份硅烷偶联剂置于反应釜中，升温至80～180℃反应1～5小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至20～70℃，向反应釜中加入20～70份无水乙醇，1～10份的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解；（2）再将5～60份的平均粒径尺寸为5～60nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在50～300rpm，50～70℃条件下搅拌1～6小时，出料；（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在30～70℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅；（4）将1～5份的改性二氧化硅，15～30份的ABS高胶粉，70～85份的SAN树脂，1～5份的抗氧剂168利用螺杆基础机进行熔融挤出，基础温度设定在180～240℃，造粒，即可获得高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂；本专利技术中所使用的抗氧剂为带有氨基的抗氧剂，如N-苯基对苯二胺，N、N′-二芳基对苯二胺，N、N′-二（2-萘基）对苯二胺，N、N′-二仲丁基对苯二胺，N、N′-双（1,4-二甲基戊基）-对苯二胺，N-苯基-N′-异丙基对苯二胺，二烷基二苯胺，二异辛基二苯胺，二壬基二苯胺等氨基抗氧剂中的一种或几种混合。本专利技术中所使用的硅烷偶联剂为带有环氧基的硅烷偶联剂，如3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-（3，4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基硅烷中的一种或几种混合。本专利技术中所使用纳米级二氧化硅的平均粒径为5～60nm。本专利技术的有益效果在于：将抗氧剂分子直接接枝到纳米级二氧化硅表面制备成改性抗氧剂改性二氧化硅，将其ABS高胶粉、SAN树脂进行熔融共混制备ABS树脂。制备的ABS树脂不但具有高的刚性，也同时具备很好的韧性和耐老化性能。具体实施方式下面实施例可以更好地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例1（1）将6g抗氧剂N-苯基对苯二胺与5g硅烷偶联剂3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷置于反应釜中，升温至140℃反应3小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至50℃，向反应釜中加入90g无水乙醇，10g的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解；（2）再将20g的平均粒径尺寸为15nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在200rpm，70℃条件下搅拌3小时，出料，获得抗氧剂改性二氧化硅分散液；（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在40℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅；（4）将4g的改性二氧化硅，250g的ABS高胶粉，750g的SAN树脂，2g的抗氧剂168利用螺杆基础机进行熔融挤出，基础温度设定在220℃，造粒，即可获得高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂。根据ASTMD638、ASTMD790、ASTMD256ASTMD785、ISO11357-2008测试其ABS树脂的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和硬度以及氧化诱导温度，其具体测试结果见表1。实施例2（1）将6g抗氧剂N-苯基对苯二胺与5g硅烷偶联剂3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷置于反应釜中，升温至140℃反应3小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至50℃，向反应釜中加入90g无水乙醇，10g的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解；（2）再将20g的平均粒径尺寸为25nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在200rpm，70℃条件下搅拌3小时，出料，获得抗氧剂改性二氧化硅分散液；（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在40℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅；（4）将6g的改性二氧化硅，250g的ABS高胶粉，750g的SAN树脂，2g的抗氧剂168利用螺杆基础机进行熔融挤出，基础温度设定在220℃，造粒，即可获得高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂。根据ASTMD638、ASTMD790、ASTMD256、ASTMD785、ISO11357-2008测试其ABS树脂的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和硬度以及氧化诱导温度，其具体测试结果见表1。实施例3（1）将6g抗氧剂N-苯基对苯二胺与5g硅烷偶联剂3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷置于反应釜中，升温至140℃反应3小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至50℃，向反应釜中加入90g无水乙醇，10g的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解；（2）再将20g的平均粒径尺寸为25nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在200rpm，70℃条件下搅拌3小时，出料，获得抗氧剂改性二氧化硅分散液；（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在40℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅；（4）将10g的改性二氧化硅，250g的ABS高胶粉，750g的SAN树本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂的制备方法，其步骤如下：/n（1）以质量份数计，将10～60份抗氧剂与5～60份硅烷偶联剂置于反应釜中，升温至80～180℃反应1～5小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至20～70℃，向反应釜中加入20～70份无水乙醇，1～10份的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解。/n（2）再将5～60份的平均粒径尺寸为5～60nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在50～300rpm，50～70℃条件下搅拌1～6小时，出料。/n（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在30～70℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅。/n将1～5份的改性二氧化硅，15～30份的ABS高胶粉，70～85份的SAN树脂，1～5份的抗氧剂168利用螺杆基础机进行熔融挤出，基础温度设定在180～240℃，造粒，即可获得高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂。/n
【技术特征摘要】
1.一种高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂的制备方法，其步骤如下：
（1）以质量份数计，将10～60份抗氧剂与5～60份硅烷偶联剂置于反应釜中，升温至80～180℃反应1～5小时制备抗氧剂硅烷偶联剂。之后将反应釜温度降低至20～70℃，向反应釜中加入20～70份无水乙醇，1～10份的水使其抗氧剂硅烷偶联剂水解。
（2）再将5～60份的平均粒径尺寸为5～60nm的二氧化硅加入到反应釜中，通入氮气保护，开启搅拌，搅拌速度设定在50～300rpm，50～70℃条件下搅拌1～6小时，出料。
（3）将获得的抗氧剂改性二氧化硅分散液在30～70℃条件下进行烘干，获得抗氧剂改性二氧化硅。
将1～5份的改性二氧化硅，15～30份的ABS高胶粉，70～85份的SAN树脂，1～5份的抗氧剂168利用螺杆基础机进行熔融挤出，基础温度设定在180～240℃，造粒，即可获得高刚性、高韧性、耐老化ABS树脂。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘伯军，罗雪妍，张明耀，付中禹，张会轩，杜帅，吴高澄，胡艺伟，刘香池，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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