丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物/木质素共混物制造技术

提供了一种热塑性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物/木质素共混物，所述共混物包括(i)丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物；(ii)木质素；及(iii)能够使所得共混物具有改进的延展性和冲击强度的增容剂。还公开了改进热塑性丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物/木质素共混物的冲击强度和延展性的方法及由其制成的制品。

Acrylonitrile butadiene styrene copolymer / lignin blend

【技术实现步骤摘要】
丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物/木质素共混物
本专利技术总体上涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物，更具体而言，本专利技术涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和木质素的改进的具有提高的延展性和冲击性能的热塑性复合材料及制备所述复合材料的方法。
技术介绍
丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物被称为ABS塑料，是一种有用的热塑性树脂家族，在汽车、船舶、家用电器、玩具和其它工业有广泛应用。人们已提出将木质素用作ABS塑料的有用添加剂，以提高刚度、降低成本。此外，由于木质素是天然产品，因此将其掺入ABS等塑料中可增加可再生成分并降低这些材料对环境的影响。然而，木质素通常与ABS聚合物不相容，会形成较大的木质素区域，与ABS基体的界面粘结较差。这种形态导致产生的复合材料的冲击强度和延展性大大降低，由此限制了其实用性。因此，提供改进的(例如，用于汽车的)热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物及其制备方法是有益的，其具有提高的延展性和冲击性能，以克服前面提到的当前ABS/木质素共混物的一个或多个缺陷。
技术实现思路
在第一示例中，提供热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物，所述共混物包括：(i)一定量的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；(ii)一定量的木质素；及(iii)一定量的增容剂，其能够使所得共混物具有改进的延展性和冲击强度。在一个示例中，所述木质素为硫酸盐木质素(Kraftlignin)。在另一示例中，所述木质素为有机溶剂型木质素(organosolvlignin)。在一个示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述增容剂可以是聚环氧烷、含醚共聚物、聚烷基-马来酸酐共聚物(polyalkyl-maleicanhydridecopolymers)、乙烯基-马来酸酐共聚物(vinyl-maleicanhydridecopolymers)、聚烷羟基共聚物(polyalkylhydroxylcopolymers)及烯烃-醋酸乙烯酯共聚物中的一个或多个。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述聚合物增容剂是聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯与醋酸乙烯酯及一氧化碳的共聚物、乙烯和醋酸乙烯酯的马来酸酐接枝共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及苯乙烯和马来酸酐共聚物中的一个或多个。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述增容剂可选自丙烯腈-丁二烯共聚物(也被称为丁腈橡胶)、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙二醇和马来酸酐中的一个或多个。在一个示例中，增容剂的组合可以包括丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及分子量为约5,000～50,000的聚乙二醇。在另一示例中，增容剂的组合可包括丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及马来酸酐。在第二示例中，提供用于改进包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和木质素的制品的延展性和/或冲击强度的方法，该方法包括：熔融共混：i)一定量的热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物；ii)一定量的木质素；及iii)增容剂；形成基本均匀的(i)-(iii)的共混物；由所述基本均匀的共混物制成制品；其中，所述制品比在不存在增容剂的情况下由相同相对比例的ABS共聚物和木质素制成的制品大至少50％的冲击强度及大50％的断裂伸长率。在一个示例中，所述木质素为硫酸盐木质素(Kraftlignin)。在另一示例中，所述木质素为有机溶剂型木质素(organosolvlignin)。在一个示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述增容剂可以是聚环氧烷、含醚共聚物、聚烷基-马来酸酐共聚物、乙烯基-马来酸酐共聚物、聚烷羟基共聚物及烯烃-醋酸乙烯酯共聚物中的一个或多个。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述聚合物增容剂是聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯与醋酸乙烯酯及一氧化碳的共聚物、乙烯和醋酸乙烯酯的马来酸酐接枝共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及苯乙烯和马来酸酐共聚物中的一个或多个。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述增容剂可选自丙烯腈-丁二烯共聚物(也被称为丁腈橡胶)、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙二醇和马来酸酐中的一个或多个。在一个示例中，增容剂的组合可以包括丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及分子量为约5,000～50,000的聚乙二醇。在另一示例中，增容剂的组合可包括丙烯腈-丁二烯共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及马来酸酐。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述增容剂包括共混物总重量的约0.5wt％～25wt％。在另一示例中，单独地或与前述任一示例结合，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物表现出至少5kJ/m2的冲击强度和至少2％的断裂伸长率。在第三示例中，提供了一种包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物的复合材料制品。在第四示例中，提供了一种制备热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/木质素共聚物复合材料的方法，该方法包括：熔融共混：i)热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物；ii)木质素；及iii)增容剂；以及形成复合材料制品，其中，所述复合材料制品具有至少2kJ/m2的冲击强度和至少2％的断裂伸长率。在一个示例中，提供根据第四示例制造的复合材料制品。通过下面具体实施方式的内容本专利技术的特征和目的将变得更明显。具体实施方式本专利技术涉及组合物和方法，以通过利用适当的增容剂和复合技术生产较现有技术改进的具有提高的延展性和冲击性能的ABS和木质素的复合材料。本专利技术的热塑性聚合物共混物包括(i)ABS聚合物组分、(ii)木质素组分及至少一种增容剂(组分iii)。ABS共聚物“丙烯腈丁二烯苯乙烯”和“ABS”在本文中可互换使用。所述ABS可具有宽范围重均分子量(Mw)中的任一个，例如，精确地为、约为、至少为、大于、至多为或小于例如2,500g/mol、3,000g/mol、5,000g/mol、10,000g/mol、50,000g/mol、100,000g/mol、150,000g/mol、200,000g/mol、300,000g/mol、400,000g/mol、500,000g/mol或1,000,000g/mol，或者位于由上述示例性值中的任两个界定的范围内的分子量。所述ABS也可具有宽范围数均分子量(Mn)中的任一个，其中，Mn可对应于上述为Mw提供的数中的任一个。所述ABS可源于任一商业供应商。为了本专利技术的目的，所述ABS具有至少15mol％的丙烯腈含量。在不同实施例中，所述ABS具有约15mol％～约50mol％丙烯腈、约5mol％～约30mol％丁二烯、约40mol％～约60mol％苯乙烯的摩尔比例，或者具有由上述值中的任三个界定的范围。在聚合物共混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物，所述共混物包括：/n(i)木质素；/n(ii)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；及/n(iii)增容剂，/n其中，所述木质素的量为组分(i)和(ii)的总重量的至少5wt％，并且，所述增容剂包括所述共混物总重量的约0.5wt％～25wt％。/n

【技术特征摘要】
20181029 US 62/752,0011.热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物，所述共混物包括：
(i)木质素；
(ii)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；及
(iii)增容剂，
其中，所述木质素的量为组分(i)和(ii)的总重量的至少5wt％，并且，所述增容剂包括所述共混物总重量的约0.5wt％～25wt％。


2.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述木质素为硫酸盐木质素。


3.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述木质素为有机溶剂型木质素。


4.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述增容剂选自聚环氧烷、含醚共聚物、聚烷基-马来酸酐共聚物、乙烯基-马来酸酐共聚物、聚烷羟基共聚物、烯烃-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯与醋酸乙烯酯及一氧化碳的共聚物、乙烯和醋酸乙烯酯的马来酸酐接枝共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及苯乙烯和马来酸酐共聚物中的一个或多个。


5.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述增容剂包括丙烯腈和丁二烯的共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙二醇或马来酸酐中的一个或多个。


6.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述增容剂包括丙烯腈和丁二烯的共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及分子量为约5,000～50,000道尔顿的聚乙二醇。


7.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述增容剂包括丙烯腈和丁二烯的共聚物、丁二烯含量为至少50wt％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及马来酸酐。


8.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述木质素的量为组分(i)和(ii)的总重量的至少5wt％。


9.根据权利要求1所述的共混物，其中，所述增容剂包括所述共混物总重量的约0.5wt％～25wt％。


10.复合材料制品，包括权利要求1的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物。


11.热塑性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/木质素共混物，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·D·韦伯，威廉·M·桑福德，亚当·A·麦考尔，
申请(专利权)人：普瑞斯玛再生复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US