一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料及其制备方法，由以下重量百分比计的原料组成：丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物(ABS)65‑93wt％；耐热剂5‑20wt％；增韧剂1～15wt％；碳纳米管改性碳酸氢钠母粒0.1‑10wt％，以及抗氧剂0.01‑1wt％。本发明专利技术中加入碳纳米管改性碳酸氢钠母粒能够有效降低ABS材料的注塑加工温度，降低能耗。采用质轻、高强特征的碳纳米管技术和微孔发泡技术相结合，在保证材料轻量化的同时，显著改善材料机械性能和散发特性，获得了一种具有轻量化特征的低气味、低散发高性能环保微发泡ABS复合材料。

A kind of low odor and low emission high performance environmental protection micro foaming ABS composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种基于ABS材料的改性材料。该改性材料的特点在于同时具有较高的强度和韧性，同时还具有低气味和低散发特性。
技术介绍
ABS及其合金材料具有优异的综合性能，广泛应用于汽车、家电和交通等领域。当前汽车行业发展趋势之一是轻量化和低气味、低散发。一方面，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低，汽车轻量化对于节约能源、减少尾气排放、实现我国汽车工业可持续发展十分重要。另一方面，汽车行业对汽车内部空气质量要求不断提高，越来越多的主机厂都特别重视汽车气味对驾驶者和乘客的舒适度影响。因此低气味、低散发的轻量化ABS材料成为车用高分子材料的重要发展方向。微发泡ABS材料具有致密表层和发泡芯层结构，同时在保证材料性能的前提，显著减轻制件重量，有利于实现汽车轻量化。微发泡ABS材料通过注塑过程中会较大程度降低注塑量，有助于降低VOC含量。同时碳酸氢钠分解时产生CO2和水蒸气，稀释挥发性气体，降低VOC浓度。另外在注塑端螺杆料筒内，发泡剂在高温下分解产生气体和聚合物熔体在高速剪切的螺杆下形成均相混合体系，气体的出现会大大降低复合材料高温下的粘度，因此可以降低螺杆加热温度。注塑温度降低一方面可以降低能耗，加快注塑节拍，另一方面避免ABS过热发生降解，对VOC有很大程度降低。目前汽车内饰用发泡剂主要是碳酸氢钠，但是碳酸氢钠分解温度较低。对碳酸氢钠就行修饰改性可以提高分解温度，但是碳酸氢钠的分解温度基本都在170-200℃之间，而ABS的注塑温度在230℃以上。在实际使用过程中碳酸氢钠分解过早，注塑件中泡孔稀疏，不利于获得高性能ABS材料。由于汽车用发泡剂母粒分解温度较低，导致在聚合物改性过程中添加发泡剂母粒，母粒会提前分解，导致气体逸出。目前普遍工艺是在注塑过程中将发泡剂母粒和聚合物材料分别加入注塑机料筒中，从而在模具中实现发泡。这对于注塑产家来说，需要添加额外设备和工作人员，对整体成本有大大增加的状况出现。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料及其制备方法。选用碳纳米管修饰改性碳酸氢钠，一方面提高碳酸氢钠的分解温度，少量碳纳米管的存在，在ABS体系中实现纳米分散，提高ABS的物理机械性能。同时碳纳米管还可以在ABS体系中形成物理交联，有助于提高ABS材料的熔体强度，有助于均匀细密泡孔产生，大大降低ABS发泡后力学性能损失。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，由以下重量百分比计的原料组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)65-93wt％；耐热剂5-20wt％；增韧剂1～15wt％；碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒0.1-10wt％，以及抗氧剂0.01-1wt％。所述的ABS树脂是用连续本体法聚合工艺生产的，其中橡胶相百分含量为8-20％。所述的耐热剂为N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺中的任一种或组合物。所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯、高胶粉中的任一种或组合物。所述的碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒，由以下重量百分比计的原料组成：酸化碳纳米管：0.01-30wt％；碳酸氢钠0.01-40wt％；无机盐改性剂0.01-20wt％；聚乙烯10-99wt％；其他助剂0.01-2wt％。上述碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒中：所述的酸化碳纳米管为高锰酸钾酸化多臂碳纳米管，碳纳米管纯度≥95％，直径8-40nm，长度﹤30μm。所述的无机盐改性剂为柠檬酸钠、硬脂酸钠等其中一种或两种混合物。所述的其他助剂为成核剂、分散剂、抗氧剂等当量混合物。上述碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒的制备方法，步骤如下：(1)称取如上重量百分比酸化碳纳米管、碳酸氢钠、无机酸盐改性剂、和其他助剂加入高速搅拌机中搅拌15～30min；(2)将上述高速搅拌机中的材料和如上重量百分比的聚乙烯树脂加入到单螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，挤出机螺杆直径为30mm，长径比L/D为25，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：70℃、90℃、100℃、100℃，主机转速为40转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒处理，制得碳纳米管修饰改性碳酸氢钠发泡剂母粒。一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料的制备方法，其步骤如下：(1)先按如上重量百分比称取ABS、耐热剂、增韧剂、抗氧剂，混合均匀，得到混合原料，然后再称取如上重量百分比碳纳米管改性碳酸氢钠母粒；(2)将上述混合的原料干燥后，置于啮合同向双螺杆挤出机的主喂料仓中，经喂料螺杆加入到挤出机的机筒内，将碳纳米管改性碳酸氢钠母粒从熔融段加料口加入到挤出机中，挤出机螺杆直径为35mm，长径比L/D为40，主机筒从加料口到机头出口的各分区温度设定为：180℃、180℃、180℃、190℃、190℃、200℃、200℃，主机转速为250转/分钟，经熔融挤出、冷却、造粒、烘干处理，制得低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料复合材料。将上述ABS复合材料采用注塑成型的方法，在二次开模条件下或者欠注注射条件下制备低气味低散发高性能环保ABS产品。本专利技术的有益效果是：利用碳纳米管修饰改性碳酸氢钠，明显提高碳酸氢钠的分解温度，使其能作为助剂直接参与ABS改性，可以提高注塑节拍，降低注塑设备成本和人力投入，提高效率。另外少量碳纳米管的存在，在ABS体系中容易实现纳米分散，提高ABS的物理机械性能和熔体强度，有助于均匀细密泡孔产生，提高ABS发泡后力学性能。碳纳米管修饰改性碳酸氢钠加入到ABS体系中，能够降低ABS发泡注塑成型温度，对气味和散发有显著提高，同时降低ABS用量，降低成本。具体实施方式本专利技术可通过下面优选方案获得进一步的阐述，但这些实施例仅在于举例说明,不对本专利技术的范围做出界定。在实施例和对比例的复合材料配方中，所用ABS树脂由DOW公司提供的3453型号树脂；酸化碳纳米管由碳纳米管高锰酸钾酸化获得，纯度≥95％，直径8-40nm，长度﹤30μm；碳酸氢钠由潍坊洁佳新材料有限公司提供，粒径：1600目；无机盐改性剂为柠檬酸钠，由吴江市黎里东阳助剂厂提供；聚乙烯由茂名石化提供，牌号为2520D；耐热剂由日本电气化学公司(Denka)提供，牌号MS-NIP；增韧剂由巴斯夫公司(BASF)提供的高胶粉，牌号VLK；其他助剂为抗氧剂，抗氧剂由BASF公司及英国ICE公司提供，商品牌号为Irganox168和NegonoxDSTP。实施例1先按如下重量百分比称取酸化碳纳米管20wt％，碳酸氢钠：30wt％，柠檬酸钠：15wt％，其他助剂：1wt％；投入高速混合机中混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：由以下重量百分比计的原料组成：/n丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)65-93wt％；耐热剂5-20wt％；增韧剂1～15wt％；碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒0.1-10wt％，以及抗氧剂0.01-1wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：由以下重量百分比计的原料组成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)65-93wt％；耐热剂5-20wt％；增韧剂1～15wt％；碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒0.1-10wt％，以及抗氧剂0.01-1wt％。


2.根据权利要求1所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂是用连续本体法聚合工艺生产的，其中橡胶相百分含量为8-20％。


3.根据权利要求1所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：所述的耐热剂为N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-叔丁基马来酰亚胺中的任一种或组合物。


4.根据权利要求1所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-醋酸乙烯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-羟基、乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯、高胶粉中的任一种或组合物。


5.根据权利要求1所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：所述的碳纳米管改性碳酸氢钠发泡母粒，由以下重量百分比计的原料组成：
酸化碳纳米管：0.01-30wt％；
碳酸氢钠0.01-40wt％；
无机盐改性剂0.01-20wt％；
聚乙烯10-99wt％；
其他助剂0.01-2wt％。


6.根据权利要求5所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其特征在于：所述的酸化碳纳米管为高锰酸钾酸化多臂碳纳米管，碳纳米管纯度≥95％，直径8-40nm，长度﹤30μm。


7.根据权利要求5所述的一种低气味低散发高性能环保微发泡ABS复合材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽萍，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33