高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金及其制备方法，该ABS/PMMA/PETG合金具有高光、抗冲和耐划伤的特性，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异，且克服了PETG在高温加工的过程中易发生水解，共混挤出会导致两相界面粗糙的情况，该合金可用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，特别适合于注塑为各种汽车内饰件、灯罩以及电脑显示器、电视壳体组件等。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子合金材料及其制备方法，尤其涉及一种高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金及其制备方法。

背景技术

ABS及其合金材料广泛应用于家电、汽车、通讯器材及计算机行业。近年来，随着消费者对生活品质要求不断提升，平板电视类电器外壳、电脑外壳等趋向于高光、耐划伤和免喷涂，要求其所用的ABS合金材料既具备优良的内在品质，又具有良好的外观质量，因此研究制备力学性能优良的ABS合金，提高合金表面的光泽度和耐划伤性能具有很大的现实意义。

ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元接枝嵌段共聚物，具有优良的综合性能，是应用最广，用量最大的热塑性工程塑料之一，其在-40℃时仍能保持较好的冲击强度，同时其尺寸稳定性好，绝缘性佳，耐磨、耐油，广泛应用于家电、机械配件、汽车及通讯器材等领域；但同时纯ABS树脂也存在一些缺陷，如熔体粘度高，流动性差，耐候性不佳，硬度较低等，限制了它的进一步应用。PMMA是甲基丙烯酸甲酯单体按自由基聚合制得的无规立构聚合物，具有表面硬度高、耐热性好以及光泽性能优良等特性，是目前塑料中透明性最好的品种之一，已 经被广泛应用于建筑、医疗和汽车等领域；但本身也存在流动性差、抗冲击强度低和室温蠕变性等一些比较明显的缺陷，很难满足常用模塑制品的韧性等要求。

由于ABS树脂中含有侧苯基、氰基和不饱和双键，而PMMA具有极性侧甲基和酯基，故在理论上ABS与PMMA具有较好的相容性，因此在高分子合金领域中，人们通常利用ABS和PMMA共混制备ABS/PMMA合金，期望能够的到一种优势互补的高性能聚合物合金材料，但是制备出的合金材料虽然具有光泽度高的特性，但是冲击强度不佳，且不耐划伤，严重限制了ABS/PMMA合金的应用领域。

而PETG是一种透明、非结晶型共聚酯，全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，它是由对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的产物，与PET比较多了1,4-环己烷二甲醇共聚单体，与PCT比多了乙二醇共聚单体，因此，PETG的性能和PET、PCT大不相同，PETG板材具有突出的韧性和高抗冲击强度，其抗冲击强度是改性聚丙烯酸酯类的3～10倍，并具有很宽的加工范围，高的机械强度和优异的柔性，比起PVC透明度高，光泽好，容易印刷并具有环保优势。但是ABS和PETG属于热力学不相容体系，在ABS和PETG共混成为合金时，其增韧机理和吸收能量的方式主要是以银纹为主，并且PETG在高温加工的过程中易发生水解，直接共混挤出不仅会导致两相界面粗糙，而且会使性能变差，影响使用。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金及其制备方法，由该方法制备所得的高分子合金具有高光、抗冲和耐划伤等优良的性能，且制备方法简便可行。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金，包括以下按重量份计的各组分：ABS树脂30-75份、PMMA树脂5-20份、PETG树脂10-40份、增韧剂5-15份、增容剂1.0-2.0份、耐划伤剂0.1-2.0份、抗氧剂0.1-0.5份；

其中所述ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量小于10％，且该ABS树脂熔融指数为2-10g/10min；

其中所述PMMA树脂的重均分子量为100w-200w，透光率不小于92％，表面铅笔硬度不小于2H；

其中所述PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为30-40％，该PETG树脂的透光率不小于92％，该PETG树脂的特性黏数为0.65-0.72dL/g；

其中所述增容剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中的至少一种。

所述的高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金，包括以下按重量份计的各组分：ABS树脂40-75份、PMMA树脂10-20份、PETG树脂10-30份、增韧剂5-10份、增容剂1.5-2.0份、耐划伤剂1.5-2.0份、抗氧剂0.1-0.3份。

所述增韧剂为高分子型弹性体NBR、SEBS(SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物)、EPDM、ABS高胶粉和MBS核-壳型抗冲击改性剂(MBS树脂是甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有典型的核-壳结构)中的至少一种，其中所述ABS高胶粉的重均分子量为8w-15w，且该ABS高胶粉中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为55-80％，共聚单体丙烯腈构成链段的质量百分含量为10-30％，共聚单体苯乙烯构成链段的质量百分含量为10-40％。

所述耐划伤剂为聚四氟乙烯蜡、TAF、EBS、芥酸酰胺和硅酮粉中的至少一种。

所述抗氧剂由四-[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三-(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按照质量比为1-2:1复配而成。

本发明还公开了一种所述高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金的制备方法，包括下述步骤：

(1)称取ABS树脂、PMMA树脂和PETG树脂后，将这三种树脂置于已预热至90-95℃的混料筒中搅拌30-60min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a；

(2)称取增容剂和增韧剂并混合均匀，然后投入(1)中混料筒的树脂混合物中，搅拌至均匀，得到混合物b；然后称取耐划伤剂和抗氧剂投入混料筒的混合物b中，搅拌至均匀，得到混合物c；

(3)将所得混合物c投入到双螺杆挤出机的加料斗中， 经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210-230℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度230-250℃，五区温度230-250℃，六区温度230-250℃，七区温度230-250℃，八区温度230-250℃，机头温度240-260℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力5-12MPa。

此外该制备方法，还包括位于步骤(2)和步骤(3)之间的步骤(2-a)：称取其他助剂，并投入步骤(2)中混料筒的混合物c中，搅拌至均匀，得到混合物d。

本发明的有益技术效果是：该ABS/PMMA/PETG合金具有高光、抗冲和耐划伤的特性，且制备工艺简单，产品成本低，产品的综合性能较优异，且克服了PETG在高温加工的过程中易发生水解，共混挤出会导致两相界面粗糙的情况，该合金可用注塑工艺轻易加工成各种形状的零件，特别适合于注塑为各种汽车内饰件、灯罩以及电脑显示器、电视壳体组件等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，下述实施例仅用于说明本发明，并不用于限制本发明。下述实施例中未提及的工艺参数、操作方式和检测方法，均为本领域技术人员使用的常规方法，或通过有限次试验可以得到的常规参数。以下各具体实施例和对比实施例中所用物料均按照重量份数计，且抗氧剂由四-[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三-(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯按照质量比为1-2:1复配而成，其中抗氧剂四-[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯简称为抗氧剂1010，抗氧剂三-(2,4-二叔 丁基)亚磷酸苯酯简称为抗氧剂168。

具体实施例1

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为9％，且该ABS树脂熔融指数为10g/10min)73.7份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为100w，透光率为92％，表面铅笔硬度2H)5.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为40％，透光率为92％，特性黏数为0.72dL/g)12.0份后，将这三种树脂置于已预热至95℃的混料筒中搅拌30min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a1；称取增容剂(丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐)2.0份和增韧剂(高分子型弹性体NBR，即丁腈橡胶)6.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a1中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b1；然后称取耐划伤剂(聚四氟乙烯蜡)1.0份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝1:1)0.3份投入混料筒的混合物b1中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c1；将所得混合物c1投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，机头温度240℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力8MPa。

具体实施例2

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成 链段的质量百分含量为5％，且该ABS树脂熔融指数为8g/10min)61.9份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为140w，透光率为93％，表面铅笔硬度2H)10.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为35％，透光率为93％，特性黏数为0.70dL/g)20.0份后，将这三种树脂置于已预热至93℃的混料筒中搅拌45min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a2；称取增容剂(苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物)1.0份和增韧剂(SEBS树脂)5.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a2中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b2；然后称取耐划伤剂(EBS，即乙撑双硬脂酰胺)2.0份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝1.5:1)0.1份投入混料筒的混合物b2中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c2；将所得混合物c2投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度220℃，二区温度230℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度240℃，机头温度250℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力5MPa。

具体实施例3

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为8％，且该ABS树脂熔融指数为5g/10min)42.7份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为160w，透光率为93％，表面铅笔硬度3H)20.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的 质量百分含量为32％，透光率为92％，特性黏数为0.68dL/g)18.0份后，将这三种树脂置于已预热至90℃的混料筒中搅拌60min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a3；称取增容剂(乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物)2.0份和增韧剂(ABS高胶粉，该所述ABS高胶粉的重均分子量为9w，且该ABS高胶粉中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为65％，共聚单体丙烯腈构成链段的质量百分含量为20％，共聚单体苯乙烯构成链段的质量百分含量为15％)15.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a3中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b3；然后称取耐划伤剂(芥酸酰胺)2.0份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝2:1)0.3份投入混料筒的混合物b3中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c3；将所得混合物c3投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度250℃，八区温度250℃，机头温度260℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力12MPa。

具体实施例4

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为8％，且该ABS树脂熔融指数为3g/10min)36.2份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为180w，透光率为92％，表面铅笔硬度2H)20.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的 质量百分含量为30％，透光率为93％，特性黏数为0.65dL/g)30.0份后，将这三种树脂置于已预热至95℃的混料筒中搅拌30min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a4；称取增容剂(苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物:甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物＝2:1质量比)1.5份和增韧剂(MBS核-壳型抗冲击改性剂)10.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a4中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b4；然后称取耐划伤剂(硅酮粉)2.0份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝1:1)0.3份投入混料筒的混合物b4中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c4；将所得混合物c4投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，机头温度240℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力8MPa。

具体实施例5

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为9％，且该ABS树脂熔融指数为2g/10min)31.0份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为200w，透光率为93％，表面铅笔硬度3H)15.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为40％，透光率为93％，特性黏数为0.65dL/g)40.0份后，将这三种树脂置于已预热至95℃的混料筒中搅拌30min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a5；称取增容剂 (甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯乙酯三元聚合物:乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物＝1:2质量比)2.0份和增韧剂(EPDM，即三元乙丙橡胶)10.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a5中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b5；然后称取耐划伤剂(聚四氟乙烯蜡)1.5份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝2:1)0.5份投入混料筒的混合物b5中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c5；称取适量色粉，将该色粉投入混料筒的混合物c5中，搅拌至均匀，得到混合物d5，将所得混合物d5投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，机头温度240℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力8MPa。

对比实施例1

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为8％，且该ABS树脂熔融指数为5g/10min)37.7份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为160w，透光率为93％，表面铅笔硬度3H)20.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为32％，透光率为92％，特性黏数为0.68dL/g)30.0份后，将这三种树脂置于已预热至95℃的混料筒中搅拌30min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a1’；称取增容剂(乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚 物)2.0份和增韧剂(ABS高胶粉，该所述ABS高胶粉的重均分子量为9w，且该ABS高胶粉中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为65％，共聚单体丙烯腈构成链段的质量百分含量为20％，共聚单体苯乙烯构成链段的质量百分含量为15％)10.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a1’中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物b1’；然后称取抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝2:1)0.3份投入混料筒的混合物b1’中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c1’；将所得混合物c1’投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，机头温度240℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力8MPa。

对比实施例2

称取ABS树脂(该ABS树脂中共聚单体1,3-丁二烯构成链段的质量百分含量为9％，且该ABS树脂熔融指数为2g/10min)37.7份、PMMA树脂(该PMMA树脂的重均分子量为200w，透光率为93％，表面铅笔硬度3H)20.0份、PETG树脂(该PETG树脂中共聚单体1,4-环己烷二甲醇构成链段的质量百分含量为40％，透光率为93％，特性黏数为0.65dL/g)30.0份后，将这三种树脂置于已预热至90℃的混料筒中搅拌60min，除去树脂中的水分，得到树脂混合物a2’；称取增韧剂(EPDM，即三元乙丙橡胶)10.0份并混合均匀，然后投入前述混料筒的树脂混合物a2’中，搅拌至均匀，约10min，得 到混合物b2’；然后称取耐划伤剂(聚四氟乙烯蜡)2.0份和抗氧剂(抗氧剂1010:抗氧剂168＝2:1)0.3份投入混料筒的混合物b2’中，搅拌至均匀，约10min，得到混合物c2’；将所得混合物c2’投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出造粒，其中双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，机头温度240℃，物料在螺杆中停留时间2-3min，挤出压力8MPa。

性能测试

将上述各具体实施例1-5和对比实施例1-2制备所得的ABS/PMMA/PETG合金先按标准尺寸注塑成测试使用的标准样条，然后按表1所示的测试标准进行标准样条的物理性能测试，各具体实施例1-5和对比实施例1-2的性能测试数据如表2所示。

表1物理性能测试标准

物理性能 测试标准 Izod缺口冲击强度 GB/T 1843 光泽度 ASTM D523 耐划伤性能 GB/T 6739

对比实施.1-2例、具体实施例1-5及制备所得材料性能见表2。

表2

以上对本发明所提供的一种高光抗冲耐划伤ABS/PMMA/PETG合金及其制备方法进行了详细介绍，且应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。