一種低氣味、低散發、抗菌abs組合物及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種低氣味、低散發、抗菌ABS組合物及其制備方法，包含組分：ABS樹脂：50.4-97.4%；改性劑：0-40%；相容劑：1-3%；抗菌劑：0.5-2%；水母粒1-5%；助劑0.1-3%；其制備方法是將ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合1-3min；混合均勻，置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側喂料口加入水母粒，熔融擠出，造粒干燥，即得。本發明使用以高熔體發泡PP為載體的水母粒作為氣提劑，可以有效去除加工過程中產生的各種揮發性小分子和有機化合物，添加抗菌劑后，材料的抗菌能力明顯增加，所制備的ABS組合物不僅具有低氣味、低散發的特性，而且具有優異的抗菌效果。
【專利說明】一種低氣味、低散發、抗菌ABS組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種ABS組合物，具體涉及一種低氣味、低散發、抗菌ABS組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002]苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)樹脂兼具有丙烯腈的剛性和耐熱性，聚苯乙烯的光澤性和加工性以及聚丁二烯的抗沖擊性等特點，廣泛應用于家用電器、辦公設備、儀器儀表、交通運輸、建筑材料、日用器具及包裝材料等領域。ABS樹脂具有良好的機械性能和優異的成型加工特性，在汽車行業也得到了廣泛應用。如汽車內飾中的門板、儀表板、副儀表板、遮陽板。內飾材料所含揮發氣體是新車味的主要來源，因此需要控制汽車內飾件的氣體揮發量，即控制VOC和TVOC。
[0003]我國為了更好的管控新車車內的空氣質量，在2012年3月I日頒布了《乘用車內空氣質量評價指南》，并開始實施。這要求材料生產廠商提供更低氣味、更低VOC的產品來滿足消費者的需求。
[0004]減少氣味可以采取下面幾種措施:1、用低氣味替代品來替代那些難聞的添加劑；
2、采用更為純凈的樹脂；3、加入吸附劑，包括化學反應及物理吸附方法。化學反應方法是指一些能與有氣味小分子物質反應的添加劑， 這些添加劑和小分子反應，產生分子鏈大、在一般環境中不能揮發出來的另一種化合物，從而消除氣味，例如蓖麻油酸鋅是通過螯合醛酮分子來降低氣味的。而對于物理吸附來說，理論上講，大量的空洞可以對任何產生氣味或其他揮發份的小分子進行吸附，因此可能對產生氣味問題的各個方面都有效果。而且，隨著物理吸附劑工業的發展，目前物理吸附體系種類非常多。包括活性炭、硅膠、凹凸棒、粘土礦物體系、分子篩、沸石、硅灰石、膨潤土等，當它們均勻分散于樹脂體系時，能吸附孔徑小于自身微孔的小分子物質，從而降低氣味。圍繞上述因素，人們做了不少工作。
[0005]專利200510026760.0提到氣味為樹脂原材料、穩定劑、礦物填料以及加工裂解產生的，氣味的解決方法是加入納米氧化鋅和納米二氧化鈦。專利CN101817953B添加了氣味吸附劑制備了一種低散發的改性聚丙烯復合材料，氣味吸附劑包括:粘土，膨潤土，多孔二氧化硅，活性氧化鋁或分子篩。專利200810207592.9公開了一種不積垢、低散發的苯乙烯基樹脂組合物的制備方法，加入白炭黑吸附積垢物。但是，使用此配方，對材料的韌性會造成影響，同時會限制制品的顏色。上述方法對材料的氣味問題均由不同程度的解決，然而，上述方法僅僅是針對某一組份對氣味的影響，從而添加吸附劑來降低氣味，但實際上材料氣味是多種組分氣味相互作用的結果。
[0006]另外，目前用于汽車尤其是駕乘人員容易接觸的部件的ABS材料尚無抗菌功能。據悉，在空調客車、市內各種公交車及地鐵上，溫度適宜細菌生長，不利于駕駛員和乘客的健康。而在高檔汽車的競爭中，產品人性化、健康化將是競爭的焦點之一。
[0007]中國對塑料制品的抗菌已經有一個工業標準，今后轎車內的塑料零部件都應按此標準來規范，以減少塑料件表面滋生細菌。抗菌標準為:抗細菌率符合I > 99%的抗菌塑料可以作為強抗菌塑料，抗細菌率符合I > 90%的抗菌塑料可以作為有抗菌作用塑料。目前對抗菌材料的報道集中在聚丙烯材料，如專利CN 1017255771A采用添加載銀離子抗菌劑來達到抗菌作用。而ABS抗菌材料報道很少。
[0008]因此，開發一種能夠全面解決各種氣味問題而又具有良好抗菌效果的ABS復合材料顯得十分重要。
【發明內容】
[0009]為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種具有低氣味、低散發特性，且抗菌效果優異的ABS組合物。
[0010]本發明的另一目的在于提供一種上述低氣味、低散發、抗菌ABS組合物的制備方法。
[0011]本發明是通過以下技術方案實現:
一種低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，按重量百分比計，包含以下組分:
ABS 樹脂:50.4-97.4%
改性劑:0-40%
相容劑:1-3%
抗菌劑:0.5-2%
水母粒1-5%
助劑0.1-3% ；
其中，所述水母粒按重量百分比計，包括以下組分:
聚丙烯1%-49% ；
水50%-98% ；
礦物填料0.1-5% ；
本發明所述的水母粒，是由聚丙烯，礦物填料和水組成的復合物，該復合物含水量^ 50%，優選60-90% ;所述聚丙烯為高熔體強度聚丙烯，其熔體強度> 5cN ;其中，熔體強度測試條件為:在190°C的實驗溫度下，使用長徑比為10:1的毛細管口模，口模到滾輪的距離為24cm,柱塞下降速度為0.10mm/s,牽引滾輪的加速度為5mm/s2。所述礦物填料為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的一種或幾種的混合。
[0012]所述水母粒的制備方法，包括如下步驟:
(1)將聚丙烯與礦物填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發泡顆粒；
(2)以水為發泡劑，將聚丙烯預發泡顆粒進行發泡，制備得到高熔體強度的發泡聚丙`烯；
(3)將高熔體強度的發泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到水母粒，放出待用。
[0013]本發明的水母粒加入量優選1_5%，加入過多的水母粒，水母粒會在螺桿中沸騰，從而不利于生產。
[0014]所述ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制備方法為本體法或乳液法，其中丁二烯的重量百分比含量為10-55%，丙烯腈的重量百分比含量為15-32%，苯乙烯的重量百分比含量為30-70%。
[0015]所述的改性劑為目前用于對ABS進行改性的所有助劑，包括增韌劑，耐熱劑，阻燃劑，抗靜電劑等。如增韌劑一一如ABS高膠粉，耐熱劑----如N-苯基接枝馬來酰亞胺、阻燃劑一一如十溴二苯乙烷(DBPE)、抗靜電劑一一如聚乙二醇體系聚酰胺PEG-PA等。
[0016]所述相容劑為聚丙烯與馬來酸酐的接枝物PP-g-MAH，接枝率為0.3-1.2%，其融指為50-120g/10min (190°C, 2.16kg)。馬來酸酐接枝相容劑通過引入強極性反應性基團，使材料具有高的極性和反應性，能大大提高復合材料的相容性。
[0017]所述抗菌劑為四級銨鹽，通式R4NX，其中四個烴基R可以相同，也可不同。X為鹵素負離子$、(:1、81'、1)，或酸根(如肥04、1?0)0等)。細菌細胞表面一般帶負電荷，四級銨鹽的正電荷吸引細菌細胞膜表面的負電荷，阻止細菌的移動，使其失去營養而死亡，或細胞變形破裂因內容物滲出而死亡，從而達到抗菌的效果。
[0018]本發明組合物還包括0.1-3% (重量百分比)的助劑，所述助劑為熱穩定劑、光穩定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾種的混合。可根據不同技術要求等對上述助劑進行單獨使用，或者復合使用。熱穩定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通常可選自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上。光穩定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類或紫外線吸收劑。加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast, Znst),硬脂酸復合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種以上。
[0019]本發明所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物的制備方法，包括以下步驟: (O按重量百分比稱取ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合l-3min ;混合均勻,得到預混料；
(2)將預混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側喂料口加入水母粒，進行熔融擠出，造粒干燥，即得。
[0020]所述熔融擠出的條件為:一區溫度140_210°C，二區溫度190_240°C，三區溫度190-280 °C,四區溫度190-280 °C，五區溫度190-280 °C，六區溫度190_280°C，七區溫度190-2800C，八區溫度190-280°C，九區溫度190_280°C，主機轉速250-600轉/分鐘；雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0021]本發明與現有技術相比，具有如下有益效果:
1)本發明使用以馬來酸酐接枝物為相容劑，能大大提高復合材料的相容性，以高熔體發泡PP為載體的水母粒作為氣提劑，可以有效去除加工過程中產生的各種揮發性小分子和有機化合物，所制備的ABS組合物具有低氣味、低散發的特性，可以滿足汽車內飾件的要求；
2)本發明使用的水母粒簡單易得，制備工藝簡單，成本低，能有效去除氣味的同時，而
又
不影響組合物的機械性能；
3)本發明提出的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物的制備方法簡單易行，采取側喂料加 料的方式加入水母粒，避免了從主喂料加入時而導致水母粒中的水分過早揮發的問
題，能更加有效的去除氣味；
4)本發明添加抗菌劑后，材料的抗菌能力明顯增加，制備的ABS組合物具有優異的抗菌效果，可以作為抗菌材料用于汽車，冰箱，電視機行業。【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0023]以下實施例和對比例中，擠出機熔融擠出的加工條件如下:一區溫度140-21 (TC，二區溫度190-240°C，三區溫度190-280°C，四區溫度190_280°C，五區溫度190_280°C，六區溫度190-280°C，七區溫度190-280°C，八區溫度190_280°C，九區溫度190_280°C，主機轉速250-600轉/分鐘。雙螺桿擠出機的長徑比為40:1。
[0024]所述的ABS為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制備方法為本體法或乳液法。具體牌號可以是目前市售的各種牌號的ABS數據，如巴斯夫的GP-22，LG化學的121H，奇美的PA-757，高橋的ABS 8434等。
[0025]所述的改性劑為目前用于對ABS進行改性的所有助劑，包括增韌劑，耐熱劑，阻燃劑，抗靜電劑等。如增韌劑一一如韓國錦湖ABS高膠粉，耐熱劑一一如觸媒化學公司
生產的N-苯基接枝馬來酰亞胺、阻燃劑----如美國Albermale公司生產的十溴二苯乙燒
(DBPE)、抗靜電劑——如旭化成公司生產的聚乙二醇體系聚酰胺PEG-PA等。
[0026]所述抗菌劑為目前市售的各種季銨鹽型抗菌劑。[0027]水母粒的制備:
將不同熔體強度的高熔體強度聚丙烯與礦物填料(滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇)按表1所示配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發泡顆粒；以水為發泡劑，將聚丙烯預發泡顆粒進行發泡，制備得到高熔體強度的發泡聚丙烯；將高熔體強度的發泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，通過控制混合的時間，制備得到如表1所示含水量的水母粒，放出待用。
[0028]表1水母粒的各組分含量(重量百分比)
【權利要求】
1.一種低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:按重量百分比計，包含以下組分: ABS 樹脂:50.4-97.4% 改性劑:0-40%相容劑:1-3% 抗菌劑:0.5-2%水母粒1-5% 助劑0.1-3% ； 其中，所述水母粒按重量百分比計，包括以下組分: 聚丙烯1%-49% ； 水50%-98% ； 礦物填料 0.1-5% ； 所述聚丙烯為高熔體強度聚丙烯，其熔體強度> 5cN。
2.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述ABS樹脂為丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其中丁二烯的重量百分比含量為10-55%，丙烯腈的重量百分比含量為15-32%,苯乙烯的重量百分比含量為30_70%。
3.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述改性劑為N-苯基接枝馬來酰亞胺、十溴二苯乙烷、高膠粉或聚乙二醇體系聚酰胺中的一種或幾種的混合。
4.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述相容劑為聚丙烯與馬來酸酐的接枝物，接枝率為0.3-1.2%，其熔融指數在190°C，2.16kg條件下為 50-120g/10min。
5.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述助劑為熱穩定劑、光穩定劑、加工助劑、色粉或顏料中的一種或幾種的混合。
6.根據權利要求5所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物,其特征在于:所述熱穩定劑為酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類中的一種以上；所述光穩定劑為受阻胺類或紫外線吸收劑中的一種或幾種的混合；所述加工助劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂、硬脂酸復合酯或酰胺類中的一種以上。
7.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述抗菌劑為四級銨鹽，通式R4NX; 其中，R為烴基，4個烴基相同或不同；X為鹵素負離子或酸根。
8.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述水母粒中含水量為60-90%。
9.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于，所述礦物填料為滑石粉、碳酸鈣或硫酸鋇中的一種或幾種的混合。
10.根據權利要求1所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物，其特征在于:所述水母粒的制備方法，包括如下步驟: (I)將聚丙烯與礦物填料按配比進行充分的混合，在擠出機中擠出條狀聚丙烯，再將其切碎成聚丙烯預發泡顆粒；(2)以水為發泡劑，將聚丙烯預發泡顆粒進行發泡，制備得到高熔體強度的發泡聚丙烯； (3)將高熔體強度的發泡聚丙烯和水在高速混合器中混5-10min，制備得到水母粒，放出待用。
11.權利要求f10任一項所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (O按重量百分比稱取ABS樹脂、改性劑、相容劑、抗菌劑和助劑在高混機里混合l-3min ;混合均勻,得到預混料； (2)將預混料置于雙螺桿擠出機的主喂料口中，從側喂料口加入水母粒，進行熔融擠出，造粒干燥，即得。
12.根據權利要求11所述的低氣味、低散發、抗菌ABS組合物的制備方法，其特征在于:所述熔融擠出的條件為:一區溫度140-210°C，二區溫度190-240°C，三區溫度190-280°C，四區溫度190-280°C，五區溫度190-280°C，六區溫度190_280°C，七區溫度190_280°C，八區溫度190-280°C，九區溫度190-280°C，主機轉速250-600轉/分鐘；雙螺桿擠出機的長徑比為 40:1。
【文檔編號】C08K3/26GK103724921SQ201310660152
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】肖華明, 袁志敏, 陶四平, 李晟, 李欣, 張春懷, 王揚利, 李聰 申請人:天津金發新材料有限公司, 金發科技股份有限公司