ABS色母粒用分散剂的研究.docx

ABS色母粒用分散剂的研究赵秀英,张丽叶,吴立峰(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要:初步探索了国内外生产的ABS色母粒用分散剂的机理和应用性能。结果表明,分散剂的种类对色母粒的流变性能和颜料的分散效果有一定影响,这与分散剂的化学结构有关。分散剂的用量也影响到色母粒的流变性能和颜料的分散效果,在一定范围内,分散剂用量增加,色母粒的应用性能得以改善。关键词:丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物;色母粒;分散剂;流变性能中图分类号:TQ314.255文献标识码:B文章编号:1001Ο9278(2001)03Ο0068Ο05表1实验用原料ABS树脂是介于工程塑料和通用塑料之间的一个需求量大、发展快的高分子材料,具有卓越的综合物理、力学性能,广泛应用于电子、电器、汽车、纺织器材、建筑及生活用品等领域。为了保证制品的色彩和力学强度,该树脂着色一般使用专用色母粒。ABS树脂由嵌段的丙烯腈、丁二烯、苯乙烯单体构成,但是,三种组分不是连接在一起形成单一相而是一个两相体系,其中化学性质不同的聚合物存在于不同的相中,从而其熔体流动性比较复杂,并且三组分的比例不同,树脂的各项性能也不一样,这就对其色母粒的分散性能提出了更高的要求。广阔的市场空间为ABS色母粒的生产厂家带来了丰厚的经济效益,而其复杂的流变性使研制高档次的ABS色母粒有相当的难度,为此国内高档次的ABS色母粒大部分依赖进口。分散剂是色母粒中的主要助剂,直接关系到色母粒的质量,尤其是分散性能,因此选择合适的分散剂是制备性能优良的ABS色母粒的关名称型号或规格产地ABS树脂炭黑改性聚苯乙烯蜡(CMPS)硬脂酸硬脂酸锌芥酸酰胺乙撑双硬脂酰胺(EBS)偶联剂聚乙烯蜡+Zn离子共聚物共聚物-乙烯丙烯酸低分子聚乙烯乙烯-乙酸乙烯蜡PA-757中色素-3CMPS-1工业级工业级工业级工业级TM-27Aclyn295AA-C400AEpoleneN-34LuwaxEVA-3台湾天津北京国产国产国产国产江苏美国美国美国德国取样品50g,试验温度200℃,转速30r/min,时间10min,测定色母粒的流变性能。11212相差显微镜采用NikonPFX型相差显微镜,放大倍数为20×5倍,观察颜料的分散状态。键1。目前国内对于ABS色母粒用分散剂及其作用机理尚缺乏研究,国外也很少报道。由此,本文对国内外可用于ABS色母粒的分散剂进行了应用性能的研究,并就其使用效果进行了初步探讨。113工艺流程ABS色母粒制造工艺流程见图1。分散剂↓载体↓被着色树脂颜料1实验部分111原料实验用原材料见表1。112仪器及分析条件11211布拉本达流变仪采用西德产BrabenderPLV-151型扭矩流变仪,图1ABS色母粒制造工艺流程示意图114配方设计色母粒主要由载体、着色剂和分散剂组成。ABS色母粒用着色剂包括有机颜料、无机颜料及一部分染料。不同品种的颜料的分散性能不同,炭黑是较难分散的颜料品种之一2。考虑到本研究主要是研究分散剂的应用性能,我们选用常用ABS树脂作载体,炭黑为着色剂。经选定,色母粒的基本配方见表2。收稿日期:2000Ο12Ο04性能测试色母料↓注射样板预分散处理塑炼助剂2001年3月中国塑料·69·表2ABS色母粒基本配方%能与载体树脂很好的相容。从加有偶联剂的色母粒的扭矩值低于无分散剂色母粒的扭矩值这一点来看,在一定程度上偶联剂起到了连接炭黑颜料与载体树脂界面,增加二者亲和性的作用。但是其扭矩值高于ABS树脂并大大高于其它几种加有分散剂的色母粒,这说明偶联剂不能起润滑作用而改善ABS流动性,同时偶联剂的润湿和打开颜料团聚体的能力较低,为此对降低母粒熔体粘度的作用小,从而导致色母粒的流变性能差,炭黑也不能均匀地分散于载体树脂中,也就是说偶联剂没起到分散剂的作用。不同种类的分散剂对母粒流变性能的影响见图2和图3。其中ABS色母粒试样采用配方Ⅲ制备。组分名称ⅠⅡⅢⅣ炭黑ABS树脂分散剂2077.52方中分散剂的含量分别为215%、5%、10%和15%,这样同一种分散剂采用不同的添加量可以比较分散剂的用量对分散效果的影响。考虑到目前有些厂家选用偶联剂作为色母粒分散剂,尤其是聚烯烃色母粒,效果不错。本研究将钛酸酯偶联剂TM-27用于实验,其配方为:炭黑10g;ABS树脂40g;偶联剂0.1ml或012ml。2结果与讨论211分散剂的种类对色母粒流变性能的影响众所周知,分散剂是色母粒中的最常用的助剂。在整个加工阶段,分散剂可以打开颜料团聚体颗粒并使其稳定化,以保障其着色效果。另外分散剂的加入还可以改善颜料与树脂的相容性,改善母粒的流动性,提高产率及改善制品加工性能等等3。表3为没有添加分散剂和按配方加有不同量偶联剂的ABS色母粒试样以及ABS树脂用布拉本达流变仪