用于玩具制造的高光耐划伤的ABS材料及制备方法与应用与流程 专利技术说明

有机化合物处理,合成应用技术用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料及制备方法与应用技术领域1.本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料，还涉及该abs材料的制备方法与应用。背景技术：2.儿童玩具主要是以abs注塑成型为主。目前国内儿童玩具使用的abs材料材质偏硬，容易划伤儿童稚嫩的手或皮肤，而且玩具表面也容易被刮花，影响玩具的外观，玩具之间咬合堆积时产生的摩擦较大，会发出刺耳的噪音，玩具不易连接或分离。3.国内的众多玩具生产厂家一般以成本较低的abs材料来生产儿童玩具，产品的光泽较差，而且耐划伤性能差，与外国玩具比较，国内玩具的竞争力极低，而国内的高端儿童玩具材料在技术上目前仍无法突破，因此有必要提出一种性能优良的abs材料。技术实现要素：4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs 材料，还涉及该abs材料的制备方法与应用，解决现有的abs玩具材料的光泽差、易划伤、触感偏硬以及咬合或堆积时摩擦力偏大等问题。5.为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：6.在本发明的第一方面，本发明提供了一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料，包括如下按质量份数计算的组分：7.50～60份as树脂、15～25份增韧性高胶粉、5～10份有机硅添加剂、10～20份tpee、 0.2～0.4份光稳定剂、0.2～0.4份抗氧化剂和0.2～0.6份润滑剂；8.其中，所述as树脂的模量大于2400mpa，所述增韧性高胶粉是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)，所述增韧性高胶粉包括含量大于或等于60％的丁二烯片段、含量10～14％的丙烯腈片段和含量26～30％的苯乙烯片段。9.本发明的增韧性高胶粉的丁二烯片段含量高于60％，为abs材料提供了低温延展性和抗冲击性；本发明采用的as树脂是高刚性高模量as树脂，与增韧性高胶粉混溶，弥补了增韧性高胶粉的丁二烯片段含量过高的不足，平衡了高韧性和高刚性模量，辅以有机硅添加剂和tpee，使abs分子链结构形成结晶相和弹性体相，保证abs材料的易加工性能，同时不降低ans材料的硬度，具有良好的外观质量和手感，优选的，增韧性高胶粉采用锦湖hr-181。10.优选的，所述有机硅添加剂是有机硅系的硅酮母粒，具有相对较低的动态和静态摩擦系数，可降低塑件之间的粘滑噪音，不会影响abs材料的重要机械性能，具有永久消音功能；更优选的，所述有机硅添加剂是道康宁hmb-1903。11.优选的，所述tpee是聚苯二甲酸-丁二醇-己内酯线型嵌段共聚物，其中苯二甲酸-丁二醇酯片段具有结晶态，可改变abs材料的结晶结构，提高刚性，丁二醇-己内酯片段或丁二醇聚醚片段具有良好的弹性，可改善abs材料的韧性。本发明采用的tpee兼具橡胶优良的弹性和热塑性塑料的易加工性，而且不会降低abs材料的硬度。更优选的，所述tpee 是热塑性聚酯弹性体tpee-1055d。12.优选的，所述抗氧化剂是抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1076中的一种或多种。13.优选的，所述抗氧化剂是抗氧化剂1076和抗氧化剂168的等质量比的混合物。14.抗氧化剂1010和抗氧化剂都属于受阻酚类主抗氧化剂，通过捕获塑料降解过程产生的自由基(·oh)而长期持续发挥抗氧化作用，有效延长塑料制品的使用寿命；抗氧化剂168 属于亚磷酸酯类辅抗氧化剂，通过分解塑料进一步降解所产生的过氧化物以达到抗氧化的目的，主要作为辅助受阻酚类抗氧化剂使用，提供热塑制品的热加工稳定性，产生协同抗氧化作用。15.优选的，所述润滑剂是润滑剂ebs、润滑剂芥酸酰胺和润滑剂pets中的一种或几种，更优选的，所述润滑剂为润滑剂pets。润滑剂pets为季戊四醇硬脂酸酯类物质，可以作为塑料脱模剂使用，在树脂塑炼过程中起到分散和润滑的作用，在本发明中，对于abs材料，润滑剂pets作为内外润滑剂、分散剂和脱模剂使用。16.优选的，所述光稳定剂是光稳定剂788、光稳定剂5589和光稳定剂v703中的一种或几种，更优选的，所述光稳定剂是光稳定剂v703。17.在本发明的第二方面，本发明提供了一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料的制备方法，用于制备上述的abs材料，步骤如下：18.将as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂、tpee、光稳定剂、抗氧化剂和润滑剂混合5～ 10分钟后，于双螺杆挤出机在挤出温度230～245℃及主机转速300～450rpm的条件下进行挤出，在冷却干燥后造粒得到abs材料。19.在本发明的第三方面，本发明提供了一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料的应用，将上述abs材料用于制造塑料玩具。20.有益效果：21.本发明选用热塑性的高刚性高模量as与增韧性高胶粉混熔，高刚性高模量的as树脂弥补了增韧性高胶粉高含量丁二烯片段的不足；本发明使用的tpee的硬段与软段与as树脂和增韧性高胶粉相容性良好，使abs材料的分子链形成结晶相和弹性体相，保证了abs 的易加工性能，同时不降低硬度；本发明选用的有机硅添加剂与tpee、as树脂及增韧性高胶粉相容性好，具有润滑、抗划伤的作用，能够提升手感，消除玩具模块间的粘滑噪声，提高材料表面的刚韧性，耐划伤效果较好，同时对摩擦力影响很小；本发明生产工艺简单，通过高刚性高模量as、增韧性高胶粉、tpee和有机硅添加剂的均衡协调，增加了abs材料良好的触感，赋予abs材料优异的耐划伤性能，使用abs材料生产的玩具结合性能良好、美观、耐用。具体实施方式22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将说明本发明的具体实施方式。23.下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。24.本发明提供了一种用于玩具制造的高光耐划伤的abs材料，包括as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂、tpee、光稳定剂、抗氧化剂和润滑剂；25.制备方法具体如下：26.as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂、tpee、光稳定剂、抗氧化剂和润滑剂的质量之比为：(50～60)：(15～30)：(5～15)：(10～20)：(0.2～0.4)：(0.2～0.4)：(0.2～ 0.6)；27.将上述原料混合搅拌5～10分钟，混合均匀后，通过双螺杆挤出机在挤出温度220～245℃且主机转速在300～450rpm条件下进行挤出，在冷却干燥后造粒得到高光耐划伤的abs材料。28.在本发明中，高刚性高模量的as树脂(模量大于2400mpa)与增韧性高胶粉均是在玩具领域中一般不会使用的原料。高刚性高模量的as树脂一般用于汽车塑料配件或电子琴键盘等领域的生产，在玩具生产领域使用这种as树脂对玩具料进行改性，玩具的脆性会大大增加，影响玩具的质量；本发明采用的增韧性高胶粉的丁二烯片段的含量高达60％，远高于现有技术采用的高胶粉(常规高胶粉中丁二烯片段的含量为5％～30％)，为abs材料提供了低温延展性和抗冲击性。29.在本发明中，as树脂与增韧性高胶粉组合混熔，as树脂的高刚性高模量弥补了增韧性高胶粉高含量丁二烯片段的不足，而增韧性高胶粉也有利于改善as树脂高刚性高模量带来的缺陷。30.本发明的tpee也有利于改善abs材料的性能，tpee是聚对苯二甲酸-丁二醇-己内酯线型嵌段共聚物，其中的聚酯片段(苯二甲酸-丁二醇酯)为结晶态，硬度较高，与增韧性高胶粉中的氰基和苯基融合，改变abs塑料的结晶态，改善as树脂带来的硬度过高的问题，脂肪族聚酯或聚醚(丁二醇-己内酯)片段为非晶体，具有类似橡胶的结构，与增韧性高胶粉中的丁二烯片段融合，提高abs材料的韧性。本发明的tpee的苯二甲酸-丁二醇酯片段兼具塑料的刚性，丁二醇-己内酯片段具有橡胶的结构，具有优良的弹性和韧性，tpee 与as树脂、增韧性高胶粉的相容性良好，abs材料分子链形成结晶相和弹性体相，确保 abs塑料的易加工性能，同时不降低abs材料硬度，具有良好的外观质量和手感。31.本发明通过采用新款的有机硅添加剂来解决玩具塑件噪声的问题，所述有机硅添加剂与tpee及abs材料的相容性好，具有润滑、抗划伤的作用，能够提升手感，消除玩具模块间的粘滑噪声，有利于提高材料表面的感刚韧性，有效地提高abs材料制成玩具的耐划伤效果，同时对玩具塑件之间的摩擦力影响很小，确保玩具塑件结合牢固、耐用，而且拆解十分顺滑。32.需要说明的是，常规玩具材料生产时，只有在高胶粉添加量较大的情况下，普通的as 树脂才能获得较好的增韧效果，但是共混物的流动性和刚性会明显下降。本发明的as树脂含量远高于增韧性高胶粉含量，而且加入tpee，高刚性高模量的as树脂、增韧性高胶粉和tpee三者混熔，弥补了高刚性高模量as树脂的缺陷，使得即使as树脂的含量远高于增韧性高胶粉，制得的abs材料仍具有优越的性能，兼备优异的耐划伤效果和良好触感。33.在本发明中，混合物料需要在220～250℃以及主机转速300～450rpm的条件下进行挤出。不同的共混体系有特定的混合温度和主机转速要求，在本发明中，共混温度在250℃时， abs材料的综合性能可以达到最优，而低于240℃时，abs材料的整体粘度较大，浸润效果差，但温度高于260℃时，abs材料的流动性较好，而力学性能、剪切作用降低，材料热降解程度增加。由于主机转速对于abs材料的强度、模量、加工的流动性会产生影响，本发明确定主机转速为300～450rpm，对abs材料的性能有积极的影响，而且可以将加热温度下降至230～245℃，在该温度及主机转速的条件下，abs材料的组分分散性较好，材料性能达到最优。34.实施例135.原料按质量份数计算如下：36.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：30份；道康宁hmb-1903：10份；tpee 1055d:10 份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168：0.2份；润滑剂pets： 0.4份。37.实施例1的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～ 10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。38.实施例239.原料按质量份数计算如下：40.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：20份；道康宁hmb-1903：15份；tpee 1055d： 15份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168:0.2份；润滑剂pets： 0.4份。41.实施例2的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm 的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。42.实施例343.原料按质量份数计算如下：44.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：30份；道康宁hmb-1903：5份；tpee 1055d： 15份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168:0.2；润滑剂pets：0.4 份。45.实施例3的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm 的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。46.实施例447.原料按质量份数计算如下：48.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：25份；道康宁hmb-1903：10份；tpee 1055d： 15份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168:0.2；润滑剂pets：0.4 份。49.实施例4的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、有机硅添加剂道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm 的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。50.对比例1(将有机硅添加剂道康宁hmb-1903换成普通硅酮耐划伤剂)51.原料按质量份数计算如下：52.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：30份；普通硅酮耐划伤剂403：10份；tpee 1055d：10份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168:0.2；润滑剂 pets：0.4份。53.对比例1的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、普通硅酮耐划伤剂403、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。54.对比例2(将有机硅添加剂道康宁hmb-1903去掉)55.原料按质量份数计算如下：56.as 80hf：50份，增韧性高胶粉hr181：30份，tpee 1055d：20份，光稳定剂v703： 0.2份，抗氧化剂1076：0.2份，润滑剂pets：0.4份。57.对比例2的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、 tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。58.对比例3(将tpee 1055d去掉)59.原料按质量份数计算如下：60.as 80hf：50份；增韧性高胶粉hr181：30份；有机硅添加剂道康宁hmb-1903：20 份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168:0.2份；润滑剂pets：0.4 份。61.对比例3的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、增韧性高胶粉、道康宁hmb-1903、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。62.对比例4(将as 80hf换成普通as镇江奇美的pn-118l100，将hr181换成普通高胶粉wd-132)63.原料按质量份数计算如下：64.as pn-118l100：50份；普通高胶粉wd-132：20份；道康宁hmb-1903：15份；tpee1055d:15份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168：0.2份；润滑剂pets：0.4份。65.对比例4的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、高胶粉、道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10 分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。66.对比例5(将as 80hf换成普通as镇江奇美的pn-118l100，将hr181换成普通高胶粉wd-132，将有机硅添加剂道康宁hmb-1903换成普通硅酮耐划伤剂)67.原料按质量份数计算如下：68.as pn-118l100：50份；普通高胶粉wd-132：20份；普通硅酮耐划伤剂403：15份； tpee 1055d:15份；光稳定剂v703：0.2份；抗氧化剂1076：0.2份；抗氧剂168：0.2份；润滑剂pets：0.4份。69.对比例5的制备工艺：按重量配比称取原料配方中的材料，将上述as、高胶粉、道康宁hmb-1903、tpee 1055d、抗氧化剂、光稳定剂、润滑剂按比例将原料混合搅拌5～10 分钟；然后于双螺杆挤出机挤出温度220～245℃、主机转速300～450rpm的条件下进行挤出、冷却、干燥、造粒获得abs材料。70.本发明采用下述检验技术标准来对实施例1-4和对比例1-5制得的abs材料进行检测：71.采用gb/t 3682.1-2018中塑料、热塑性塑料熔体质量流动速率(mfr)和熔体体积流动速率(mvr)的测定的第1部分的标准方法测定制得的abs材料的熔融指数。72.采用gb/t 1843-2008的悬臂梁冲击强度的测定方法测定制得的abs材料的悬臂梁缺口冲击强度。73.采用gb/t 9341-2008的弯曲性能的测定方法测定制得的abs材料的弯曲模量。74.采用pv3952塑料内饰件耐划伤测试方法测定制得的abs材料的耐划伤性能。75.检测结果如下：76.实施例与对比例的主要原料成分见表1；实施例1～4以及对比例1～5获得的abs玩具材料的性能，见表2。77.表1实施例与对比例的主要成分对照表[0078][0079]表2实施例与对比例的试验结果[0080][0081]根据表1和表2数据分析，结果表明：[0082]本发明采用的有机硅添加剂具有良好的耐划伤性能，随着实施例1～4中hmb-1903的份数降低，理论上抗划伤性能下降。对比例2中，没有添加道康宁hmb-1903，其耐划伤数据最大；根据实施例1～4与对比例1～5的悬臂梁缺口冲击强度和弯曲模量的测试结果可知，本发明将高刚性高模量的as树脂与增韧性高胶粉混溶制得的abs材料的韧性和刚性性能明显优于常规as树脂与常规高胶粉混溶得到abs材料。[0083]实施例1～4中，新款有机硅添加剂与tpee协同作用，玩具材料的冲击强度有所变化，但是其耐划伤数据(δe)都能满足技术指标要求。实施例4中，其熔融指数、弯曲模量与实施例2相近，但是其耐刮伤性能不如实施例2。综合对比，实施例2的组合性能较好。[0084]以上对本发明所提供的实施例进行了详细阐述。本文中应用了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核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。









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