一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料

一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种半结晶性聚合物，具有优良的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性和力学性能，广泛用于合成涤纶纤维及薄膜制造、民用吹塑，也可作为工程塑料用于机械、电子、汽车、电器制造和消费品。但是由于PET的玻璃化温度、熔点比较高，在通常采用的模塑温度下，结晶速度较慢且随树脂相对分子质量的增大而降低，结晶结构不均匀，制品表面粗糙、光泽度差，冲击韧性也不好。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）是一种性能优异的工程塑料，它不仅具有韧、硬、刚相均衡的力学性能，而且具有较好的尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温性、着加工性和加工流动性。采用ABS改性PET可以较好地改善塑料体系的熔体流动性能和力学性能，PET/ABS合金具有低翘曲性，表面质量高，耐老化性等性能，但PET/ABS合金的韧性不足，虽然传统的添加弹性体、无机粒子共混可以取得较好的增韧效果，但共混增韧的效果好坏受到模塑条件的强烈影响，共混物的性能（特别是力学性能）不稳定，重复性差，不一定能形成理想的形态结构。因此，需要发展一种新型的增韧方法，使它的增韧性好坏对工艺条件有较低的敏感性和更好的重复性。核壳粒子增韧技术就是为了满足这种要求而产生的。核壳粒子是近年来才兴起的一种用于增韧的粒子，它的最外层是硬塑料，这有利于保持粒子的形态并能使应力由基体传递到粒子中。控制反应的程度就可以得到不同粒径的核壳粒子。根据增韧理论，只要有一定的界面粘结力,选用尺寸小于临界值的适当粒子，我们就可以使核壳粒子增韧的聚合物达到最佳的增韧效果，从而实现了对基体性能、配方、形态结构、分散相尺寸的独立控制，这非常有利于提高共混增韧效果的重现性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性体包覆无机粒子的核壳粒子增韧PET/ABS复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 20%～50%、ABS 20%～50%、相容剂2%～6%、无机粒子5%～15%、弹性体5%～15%、丙烯酸0.5%～2%、过氧化二异丙苯0.1%～1%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其相对密度为1.35～1.38 g/cm³。

所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其丙烯腈含量的质量百分数为15%～40%。

所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）。

所述的无机粒子为粒径在10nm～20μm之间的碳酸钙、氧化钙、滑石粉、二氧化硅、高岭土中的一种或几种的混合物。

所述的弹性体为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物（EPDM）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、丁苯橡胶（SBR）、橡胶（NBR）、热塑性聚氨酯（TPU）中的一种。

所述的分散剂为AClyn低分子量离聚物分散剂、TAS-2A分散剂、EVA蜡、OP蜡中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，无机粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（2）按重量配比称取干燥后的无机粒子加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌1～5分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和过氧化二异丙苯，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10～15分钟；

（3）然后在高速混合机中加入按重量配比称取干燥的PET、ABS、相容剂、分散剂和抗氧剂，继续搅拌5～30分钟，出料；

（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在230℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用无机粒子表面预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的硬核软壳结构对PET/ABS合金增韧，大大地提高了其缺口冲击强度、刚度、耐热性、耐腐蚀性能等，而且稳定性好，增韧重现效果好，可保持良好的机械性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 50%、ABS 25%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）6%、粒径在10nm～20μm之间的碳酸钙10%、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）5%、丙烯酸1.5%、过氧化二异丙苯0.2%、AClyn低分子量离聚物分散剂1.5%、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.8%。其中，所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其相对密度为1.35～1.38 g/cm³；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其丙烯腈含量的质量百分数为15%～40%。

制备方法：（1）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，粒径在10nm～20μm之间的碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的碳酸钙加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌1～5分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和过氧化二异丙苯，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS），搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中加入按重量配比称取干燥的PET、ABS、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）、AClyn低分子量离聚物分散剂和受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续搅拌5～30分钟，出料；（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在230℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料。

实施例2：

一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 36%、ABS 36%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）4%、粒径在10nm～20μm之间的滑石粉10%、丁苯橡胶（SBR）10%、丙烯酸1.5%、过氧化二异丙苯0.3%、TAS-2A分散剂1.2%、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%。其中，所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其相对密度为1.35～1.38 g/cm³；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，其丙烯腈含量的质量百分数为15%～40%。

制备方法：（1）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，粒径在10nm～20μm之间的滑石粉在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的滑石粉加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌1～5分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和过氧化二异丙苯，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的丁苯橡胶（SBR），搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中加入按重量配比称取干燥的PET、ABS、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）、TAS-2A分散剂和受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续搅拌5～30分钟，出料；（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中，在230℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧PET/ABS复合材料。