[发明专利]一种耐应力开裂的高流动高韧性ABS材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种耐应力开裂的高流动高韧性ABS材料及其制备方法；通过制备PB‑g‑SAN接枝共聚大分子改性剂，大幅提高了接枝效率，与相容剂、抗氧剂、成核剂的结合，共同起到了提高ABS材料韧性、降低产品残余应力的作用，从而提高ABS材料的刚性，降低产品应力开裂，进一步提高ABS材料的冲击强度，使制得的ABS材料拉伸强度达到50.6MPa，悬臂梁缺口冲击强度达到28kJ/m²。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种耐应力开裂的高流动高韧性ABS材料及其制备方法。

背景技术

ABS树脂是使用最广泛的通用塑料之一，是由50％以上的苯乙烯、适量的丁二烯和丙烯腈共聚而成兼有聚苯乙烯的光泽性、电性能和易加工性能，聚丁二烯的韧性、低温耐冲击性能；聚丙烯腈的耐候性、耐热性和耐化学性，广泛用于汽车、家电、通讯器械及日用品等领域。ABS树脂的结构，有以弹性体为主链的接技共聚物和以坚硬的AS树脂为主链的接技共聚物；或以橡胶弹性体和坚硬的AS树脂结合的混合物，不同的结构就显示不同的性能，弹性体显示出橡胶的韧性，坚硬的AS树脂显示出刚性。ABS板材在注塑成型加工时，加工工艺或零件结构会使其局部应力集中，造成制件的开裂。应力开裂是ABS注塑件常出现的质量问题之一，应力的开裂会导致ABS板材制件的变形、断裂等缺陷，严重影响了制件的外观质量和性能。在零件结构与工艺无法调整的情况下，改变材料本身的结构有利于改善应力，材料本身应力的大小取决于聚合物的大分子结构和排布、链段的刚性、熔体的流变学性质等因素，应力开裂的存在严重阻碍了ABS注塑件的应用。

在《乳液接枝聚合的反应控制对ABS树脂性能的影响》一文中，对ABS接枝共聚物的制备进行了研究，采用乳液聚合法合成聚丁二烯(PB)胶乳，将其作为种子乳液进行苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)的接枝共聚反应得到ABS接枝共聚物，然后将其与本体法制备的SAN树脂熔融共混获得ABS树脂。其研究了在制备ABS接枝共聚物时单体加料时间、预溶胀单体质量对接枝效果的影响，进而研究其对ABS树脂力学性能的影响。

在《ABS树脂的冲击韧性极限及形变机理的研究》一文中，研究了将苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝聚丁二烯(PB-g-SAN)与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂按照一定比例熔融共混制备具有不同橡胶含量的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂时，橡胶含量对ABS树脂的冲击和拉伸行为的影响。

在《PB-g-SAN接枝共聚物的接枝率对ABS树脂结构与性能的影响》一文中，其研究了采用种子乳液聚合技术在聚丁二烯乳胶粒子上接枝共聚单体苯乙烯和丙烯腈合成PB-g-SAN接枝共聚物，再与SAN树脂进行熔融共混制得ABS树脂时，ABS接枝共聚物的接枝率对ABS树脂结构和性能的影响。结果表明，SAN共聚物在PB橡胶粒子上的接枝可分为“内接枝”和“外接枝”，外接枝程度影响PB橡胶粒子在SAN基体中的分散，而内接枝程度显著地影响PB橡胶粒子的内部形态结构。通过抑制内接枝，可提高ABS树脂的冲击韧性和拉伸强度；提高外接枝程度可改善ABS树脂的断裂伸长率。

申请号为CN201710411173.6的专利文件公开了一种3D打印用低翘曲ABS材料及其制备方法，其是由PB-g-SAN共聚物、SAN树脂、防翘曲填料、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、抗紫外剂和色粉组成。其中，偶联剂为马来酸酐接枝物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。由于在文件中并未说明PB-g-SAN共聚物的具体制备方法，因此，此专利的技术关键点在于添加的防翘曲填料，主要是为了控制ABS的收缩率、重均分子量、分子量分布和熔融指数，在提高ABS打印稳定性的同时控制打印时的翘曲。控制翘曲也就意味着在一定程度上降低了ABS材料的开裂风险，但仅控制分子量分布对于ABS树脂的应用有一定限制，并且所使用的硅烷偶联剂是对防翘曲填料偶联起补强作用。因此需要在控制ABS材料分子量分布的情况下，进一步提高其刚性、韧性，改善其老化性能。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种耐应力开裂的高流动高韧性ABS材料及其制备方法。