谢洪涛;郝刚;尹大雨;徐耀辉;陆书来;赵雪悠
【摘 要】采用熔融共混法制备免漆高光黑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂),考察了黑母种类、添加量和苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN树脂)相对分子质量对产品性能的影响,并采用红外光谱仪分析了母在ABS树脂中的相容性.结果 表明,黑母的种类是免漆高光黑ABS树脂制备的关键因素之一,优选SAN树脂载体黑母;增加黑母添加量,产品的力学性能呈下降趋势;优选的黑母与ABS树脂的溶解度参数相近,具有很好的相容性. 【期刊名称】《弹性体》
【年(卷),期】2018(028)006
【总页数】4页(P35-38)
【关键词】免漆高光黑ABS树脂;母;相容性;性能
【作 者】钉角机谢洪涛;郝刚;尹大雨;徐耀辉;陆书来;赵雪悠
卢卡纤维
【作者单位】中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司合成树脂厂,吉林吉林132021
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ325.2
免漆高光黑丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)是一种黑、表面光亮度高的ABS专用料产品，具有熔融指数高、光泽度高、易于加工成型等特点，同时，免漆高光黑ABS树脂可免去用户再进行制品表面处理，在环保、生产成本等方面具有明显的优势，广泛应用于LED电视机外壳、边框、底座等要求表面光泽度高的电器设备[1-3]。
利用双螺杆挤出机，向ABS树脂中添加一定比例的炭黑母熔融共混，是制备黑ABS树脂常用方法。炭黑在基材树脂中均匀地分散，是研制免漆高光黑ABS树脂关键技术之一[4-5]。本文通过筛选母、优化产品组成，制备出免漆高光黑ABS树脂，研究了黑母
种类、添加量和苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN树脂)相对分子质量对黑ABS树脂性能的影响，并对炭黑在基体树脂中的相容性进行了定性分析。
1 实验部分
1.1 原料
ABS高胶粉、SAN树脂:中国石油吉林石化公司合成树脂厂；N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBA):中国石油吉林石化公司精细化学品厂；其它试剂均为市售产品。
1.2 仪器及设备
双螺杆挤出机：TEM-48，日本东芝公司；注塑机：IS80FWP-2A，日本东芝公司；高速混合机：H-5，连云港白熊集团；冲击强度试验仪：CEAST 9050，美国Instron公司；电子万能测试机：Z005，德国Zwick公司；熔体流动速率测试仪：mini2，德国Goettfert公司；光泽度仪：VG 7000 GLOSS METER，日本NIPPON DENSHOKU公司；光谱度仪：UltraSean VIS，美国Hunterlab公司。
1.3 实验过程
按比例称取ABS高胶粉、SAN树脂、黑母及相关助剂，在高速混合器上预混合3 min，用双螺杆挤出机熔融挤出造粒。将粒料在80 ℃的鼓风干燥箱中干燥1 h，在注塑机上加工成标准试样，注塑温度为220 ℃。注塑后的试样在23 ℃、湿度为50%的环境下调节2 h后进行性能测试。
1.4 性能测试
(1) 熔融指数：按照GB/T 3682—2000进行测试，测试温度为220 ℃，砝码质量为10 kg。
(2) 力学性能：按照GB/T 1843—2008，采用悬臂梁冲击试验机对试样进行缺口冲击强度测试；按照GB/T 1040.2—2006标准，采用电子万能试验机进行拉伸强度测试，测试速度为50 mm/min。
前继
(3) 黑度：按照GB/T 2913—1982进行测试。
2 结果与讨论
2.1 黑母种类筛选厌氧胶能用于木材吗
开模
ABS树脂着一般采用母粒，目前市场上的ABS母粒采用的载体主要有聚乙烯、SAN树脂及ABS树脂。通过对国内ABS黑料生产厂家的调研以及母料生产企业的交流，初步确定了4种炭黑母料:卡博特公司XP6399A和2817、东莞韩杰5093，宁波母粒公司Z203。母料的主要技术指标见表1。
表1 母料主要技术指标样品卡博特XP6399A卡博特2817韩杰5093宁波Z203载体SAN树脂PE树脂SAN树脂ABS树脂w(炭黑)/%36404222熔融指数/[(g·10min)-1]35403820
利用上述4种黑母，按照相同的炭黑含量开展挤出共混造粒，制备ABS黑料，并测试产品的各项性能指标，具体结果如表2所示。从表2可以看出，采用卡博特2817制备的黑料产品冲击性能下降明显，产品的亮度(L)偏高，这是因为黑母中的载体聚乙烯树脂与ABS树脂的相容性差，从而导致黑料的力学性能出现了下降。
表2 不同母粒制备黑料性能测试结果母1)冲击强度/(kJ·m-2)熔体流动速率/[(g·10min)-1]拉伸强度/MPaL光泽度1#20.121.746.922.4389.82#16.723.348.122.9681.53#19.821.647.422.4588.44#20.619.646.822.5187.3
1) 1#为 XP6399A；2#为2817；3#为5093；4#为Z203。
卡博特XP6399A母(1#)和韩杰5093母(3#)制备的ABS树脂黑度高，产品综合性能好，主要是由于二者都采用SAN树脂为载体，提高炭黑在ABS树脂中的分散程度。但由于韩杰5093母炭黑含量高，综合考虑产品成本及生产操作等因素，宜选用韩杰5093牌号黑母。
2.2 黑母含量对产品性能的影响
通过免漆高光黑ABS树脂应用制品质量要求的分析可以看出，免漆高光黑ABS树脂需要满足两方面的性能：第一，免漆高光黑ABS产品需要具有良好的力学性能，如冲击强度、拉伸强度等；第二，免漆高光黑ABS产品应用制品具有良好的外观质量，如光泽度、黑度等[6-8]。
采用韩杰5093黑母，将不同比例的黑母添加到ABS高胶粉、SAN树脂中混合后挤出造粒、注塑成标准样条，考察黑母粒对ABS树脂性能的影响。图1为不同用量的黑母对ABS黑度的影响。利用光谱度仪的L表达黑度，由图1可知，随着黑母用量的增加，ABS树脂的L值越来越小，产品的黑度逐渐增加[9-11]。在母添加的质量分数在0～1.0%的范围内，树脂的L值迅速下降，产品由本(白)逐渐变为黑。当母的质量分数高于
1.0%后，树脂的颜下降趋势变缓，因此想获得黑度较高的免漆ABS树脂难度比较大，不仅需要添加大量的母，而且对母品质要求也很高，需要基体树脂与母很好地分散，提高炭黑的遮盖作用。
w(黑母)/%图1 黑母用量对产品黑度影响
通常免漆高光ABS树脂要求L值小于22.6，因此以韩杰5093母为例，母添加的质量分数要大于1.1%。
图2为不同用量的黑母对ABS冲击强度的影响。由图2可知，随着炭黑母用量的增加，ABS的冲击强度基本呈逐渐降低趋势,从20.2 kJ/m2下降到16.8 kJ/m2。这是因为当炭黑无机粒子加入到ABS聚合物中，会分散在聚合物相中，起到小分子的作用，使得聚合物分子间的相互作用力降低，在受到外力作用时，使得有机连续相更加容易产生局部受力不均，从而导致冲击性能下降。
w(黑母)/%图2 黑母用量对产品冲击性能的影响
材料的拉伸强度表征物体抵抗塑性形变的能力，拉伸强度越大表明物体抵抗塑性形变的能
力越强。图3为不同用量的炭黑母对ABS拉伸强度的影响。
w(炭黑母)/%图3 炭黑母用量对产品拉伸性能影响
由图3可知，炭黑母的质量分数为0.5%时，ABS树脂拉伸强度达到46.5 MPa，随着黑母用量的增加，产品的拉伸强度呈逐渐降低趋势，当黑母添加的质量分数逐步提高到1.5%时，产品的拉伸强度降到44.3 MPa。
综上所述，添加一定量的黑母对ABS树脂的性能带来很大影响，随着黑母添加量的增加，产品的黑度逐渐增加，但产品的力学性能呈现下降趋势。当黑母质量分数为1.1%时，ABS产品的冲击强度达到18 kJ/m2，黑度为22.6，满足免漆高光黑ABS树脂产品需求。
2.3 SAN树脂相对分子质量对产品性能影响dcdc电路
SAN树脂作为ABS树脂的连续相，对ABS树脂的力学性能、流动性能及加工性能都起着重要作用。采用不同相对分子质量的SAN树脂制备的ABS黑料的性能数据如表3所示。
表3 不同SAN树脂配比ABS树脂性能数据母SAN树脂Mw熔体流动速率/[g·(10min)-1)冲击强度/(kJ·m-2)拉伸强度/MPaL1#12562222.519.143.722.492#15200221.919.943.922.483#16389019.821.144.622.374#17568617.121.645.222.33
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