一种硫酸钡基ABS用高光母料的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及塑料母料技术领域，尤其涉及一种硫酸钡基ABS用高光母料的制备方法及其应用。

背景技术

ABS树脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，是五大合成树脂之一，可采用共混法、共聚法和乳液接枝法生产。采用ABS材料制备的塑料制品无毒、无味，具有优良的抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能，被广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器 仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

随着ABS使用量的不断增长，其产品形式逐渐沿两个方向发展：一是向高性能、多功能的专用料方向发展，使其产品具有例如耐低温、耐热、阻燃、高光泽、耐候、导电、消光、抗静电、高流动性等性质，可通过合金化等手段来实现；二是向低成本方向发展，可通过填充改性加以实现。硫酸钡作为一种无机填充材料具有低凝聚性、光分散性低及颗粒精细等特点，同时具有高填充性。但是，利用高光BaSO

发明内容

针对目前硫酸钡填料用于ABS材料时分散性差，造成ABS树脂的光泽度和抗冲击性降低，影响材料的加工性能，本发明提出一种硫酸钡基ABS用高光母料的制备方法，使母料在ABS工程塑料制品中的添加量为5-20%，ABS工程塑料制品的光泽度和抗冲击不减弱。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种硫酸钡基ABS高光母料的制备方法，具体制备方法如下：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为40-60%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在20-70℃，搅拌20-30min，向反应釜中加入0.5-5重量份表面处理剂，继续搅拌30-60min，制得钡浆，将钡浆压滤，在200-350℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将70-90重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、0.5-5重量份的分散剂、0.5-3重量份的润滑剂和10-20重量份的载体树脂A在高速混合机内搅拌30-120min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌30-60min，搅拌速率50-100转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在130-180℃，螺杆转速为300-500转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在120-150℃，螺杆转速为10-30转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将70-90重量份的步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、3-10重量份的相容剂、3-5重量份的增韧剂、0-2重量份的抗氧剂和3-20重量份的载体树脂B在低速混合机内混合3-10min，搅拌速率50-100转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在150-220℃，螺杆转速为300-450转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

优选地，所述步骤（1）中表面处理剂为硬脂酸、棕榈酸、椰子油、硅烷偶联剂中的一种或者几种。

优选地，所述步骤（1）制得硫酸钡粉体的细度为6000-20000目。

优选地，所述步骤（2）中分散剂为磷酸酯、铝酸酯、季戊四醇酯和酰胺中的一种或者几种。

优选地，所述步骤（2）中述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡和固体石蜡中的一种或几种。

优选地，所述步骤（2）中载体树脂A为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯脂、乙烯-丙烯高聚物、乙烯-丁烯高聚物和乙烯-辛烯高聚物的一种或者几种。

优选地，所述步骤（2）中制得的高浓度硫酸钡母粒中硫酸钡粉体含量为70-90%。

优选地，所述步骤（3）中相容剂为EVA-g-MAH、ABS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH和丙烯酸酯类接枝中的一种或者几种。

优选地，所述步骤（3）中增韧剂苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯橡胶、丁苯共聚物和POE中的一种或者几种。

优选地，所述步骤（3）中所述抗氧剂为抗氧-1010、抗氧-168、抗氧-264、抗氧-BHT、抗氧-450和复合抗氧剂中的一种或几种。

优选地，所述步骤（3）中载体树脂B为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚丙乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚乙烯中的一种或者几种。

本发明还涉及上述硫酸钡基ABS高光母料在ABS工程塑料制品的应用，所述ABS工程塑料制品中硫酸钡基ABS高光母料的质量分数为5％-20％。

本发明的有益效果：本发明用三步法制得硫酸钡基ABS高光母料，首先以碳酸钡、硫酸、表面处理剂为原料制得硫酸钡粉体，然后将硫酸钡粉体与分散剂、润滑剂和载体树脂A混合，拉条切粒冷却，得到高浓度硫酸钡母粒，接着将高浓度硫酸钡母粒、相容剂、增韧剂、抗氧剂和载体树脂B混合，挤出造粒冷却，得到硫酸钡基ABS高光母料。本发明提供的硫酸钡基ABS用高光母料，硫酸钡的分散均匀，母料填充量为5-20%时，ABS工程塑料的光泽度和抗冲击强度不减弱，本发明制备方法简单，易于推广应用。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描 述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为40%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在20℃，搅拌20min，向反应釜中加入0.5重量份的硬脂酸，继续搅拌30min，制得钡浆，将钡浆压滤，在200℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将70重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、0.5重量份的磷酸酯、0.5重量份的硬脂酸和10重量份的聚乙烯在高速混合机内搅拌30min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌30min，搅拌速率50转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在130℃，螺杆转速为300转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在120℃，螺杆转速为10转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将70重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、3重量份的EVA-g-MAH、3重量份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和3重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂在低速混合机内混合3min，搅拌速率50-100转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在150℃，螺杆转速为300转/min，进行熔融共混，挤出造粒，自然冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例2：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为45%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在25℃，搅拌25min，向反应釜中加入1重量份的椰子油，继续搅拌40min，制得钡浆，将钡浆压滤，在250℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将75重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、1重量份的铝酸酯、1重量份的硬脂酸钙和15重量份的聚乙烯在高速混合机内搅拌50min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌40min，搅拌速率60转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在140℃，螺杆转速为350转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，，温度控制在130℃，螺杆转速为20转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒。

（3）制备ABS高光填充母粒：将80重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、5重量份的EVA-g-MAH、3.5重量份的苯乙烯-丙烯腈-丁二烯橡胶、0.5重量份的抗氧-168和5重量份的丙烯腈-苯乙烯共聚物在低速混合机内混合5min，搅拌速率60转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在160℃，螺杆转速为350转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例3：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为50%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在30℃，搅拌30min，向反应釜中加入2重量份的硬脂酸，继续搅拌50min，制得钡浆，将钡浆压滤，在300℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将80重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、2重量份的磷酸酯、1.5重量份的硬脂酸镁和20重量份的聚乙烯在高速混合机内搅拌60min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌50min，搅拌速率70转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在150℃，螺杆转速为400转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在140℃，螺杆转速为30转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将90重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、6重量份的ABS-g-MAH、4重量份的丁苯共聚物、1重量份的抗氧-264和10重量份的聚丙乙烯在低速混合机内混合7min，搅拌速率70转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在170℃，螺杆转速为400转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例4：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为40-60%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在50℃，搅拌25min，向反应釜中加入3重量份的棕榈酸，继续搅拌60min，制得钡浆，将钡浆压滤，在350℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将90重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、3重量份的季戊四醇酯、2重量份的硬脂酸锌和10重量份的乙烯-醋酸乙烯脂在高速混合机内搅拌80min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌60min，搅拌速率80转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在160℃，螺杆转速为450转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在150℃，螺杆转速为10转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将70重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、7重量份的PE-g-MAH、4.5重量份的POE、1.5重量份的抗氧-BHT和15重量份乙烯-乙酸乙烯共聚物在低速混合机内混合8min，搅拌速率80转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在180℃，螺杆转速为450转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例5：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为60%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在70℃，搅拌30min，向反应釜中加入5重量份的椰子油，继续搅拌30min，制得钡浆，将钡浆压滤，在250℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将70重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、5重量份的酰胺、3重量份的硬脂酸钡和20重量份的乙烯-丙烯高聚物在高速混合机内搅拌120min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌30min，搅拌速率90转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在180℃，螺杆转速为500转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在120℃，螺杆转速为20转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将90重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、10重量份的POE-g-MAH、5重量份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、2重量份的抗氧-450和20重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂在低速混合机内混合10min，搅拌速率90转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在200℃，螺杆转速为300转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例6：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为50%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在70℃，搅拌30min，向反应釜中加入1重量份的硅烷偶联剂，继续搅拌40min，制得钡浆，将钡浆压滤，在200℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将90重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、0.5重量份的磷酸酯、1重量份的聚乙烯蜡和10重量份的乙烯-丁烯高聚物在高速混合机内搅拌70min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌40min，搅拌速率100转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在170℃，螺杆转速为400转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在120℃，螺杆转速为30转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将85重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、5重量份的ABS-g-MAH、3.5重量份的苯乙烯-丙烯腈-丁二烯橡胶、1重量份的复合抗氧剂和10重量份的聚丙乙烯在低速混合机内混合7min，搅拌速率100转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在220℃，螺杆转速为350转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例7：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为40%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在20℃，搅拌30min，向反应釜中加入5重量份的棕榈酸，继续搅拌30min，制得钡浆，将钡浆压滤，在250℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将75重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、1重量份的磷酸酯、1重量份的氧化聚乙烯蜡和15重量份的乙烯-辛烯高聚物在高速混合机内搅拌100min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌50min，搅拌速率70转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机进，温度控制在150℃，螺杆转速为500转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在130℃，螺杆转速为20转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将80重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、8重量份的PE-g-MAH、4重量份的丁苯共聚物、1重量份的抗氧-264和15重量份5的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物在低速混合机内混合8min，搅拌速率70转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在180℃，螺杆转速为400转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

实施例8：

（1）合成硫酸钡粉体：将200重量份的质量浓度为60%的碳酸钡悬浊液和50重量份的质量浓度为98%的硫酸加入到反应釜中，温度控制在40℃，搅拌30min，向反应釜中加入3重量份的椰子油，继续搅拌30min，制得钡浆，将钡浆压滤，在280℃下烘干，得到硫酸钡粉体；

（2）制备高浓度硫酸钡母粒：将85重量份步骤（1）制得的硫酸钡粉体、2重量份的季戊四醇酯、2重量份的固体石蜡和15重量份的乙烯-醋酸乙烯脂在高速混合机内搅拌75min，搅拌速率1400转/min，再低速搅拌40min，搅拌速率60转/min，得到混合物料A，将混合物料A转入双螺杆挤出机，温度控制在130℃，螺杆转速为400转/min，进行拉条切粒，再转入单螺杆挤出机进行拉条切粒，温度控制在150℃，螺杆转速为30转/min，冷却得到高浓度硫酸钡母粒；

（3）制备ABS高光填充母粒：将75重量份步骤（2）制得的高浓度硫酸钡母粒、7重量份的丙烯酸酯类接枝、3重量份的POE、1.5重量份的抗氧-BHT和20重量份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂在低速混合机内混合10min，搅拌速率60转/min，得到混合物料B，将混合物料B转入双螺杆挤出机中，温度控制在200℃，螺杆转速为450转/min，进行熔融共混，挤出造粒，冷却后得到硫酸钡基ABS高光母料。

性能检测方法：

本发明制得的硫酸钡基ABS用高光母料的粒径由马尔文粒径测试仪(Nano-s90)测定；

白度由白度仪(柯尼卡美能达CM2300D)测试，数值越高，说明白度越高；

分散性由通过色母粒压力测试仪测试，将母粒通过400目筛，测试过程压力不上升。

表1：实施例1-8制得的硫酸钡基ABS用高光母料的性能对比

性能检测方法：

将实施例1-8制备出的母粒应用于ABS工程塑料制品的生产中，以实施例4为例，测试不同母粒添加量下的ABS工程塑料制品的性能，测试结果如表2所示。

表2：实施例4制备出的母粒在不同添加量时对ABS工程塑料制品的性能影响

由以上数据可知，本发明制得的硫酸钡基ABS用高光母料分散性好、粒径小，应用于制备ABS工程塑料制品的母粒，添加量在5-20%，ABS工程塑料制品的光泽度和抗冲击强度不减弱。

根据上述说明书的揭示，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。