本發(fā)明涉及塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫改性塑料的制備方法。

背景技術(shù)：

塑料(Plastic)，是指以高分子量的合成樹脂為主要組分，加入適當(dāng)添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、抗菌劑、著色劑等，經(jīng)加工成型的塑性(柔韌性)材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料。隨著塑料的用途越來越廣泛，塑料用品的種類也越來越多。由于塑料自身所展現(xiàn)的諸如質(zhì)量輕，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性及熱的不良導(dǎo)體等性能，使塑料的應(yīng)用領(lǐng)域和地域越來越寬泛。目前所使用的塑料制品的使用溫度范圍比較窄，在溫差大的地區(qū)使用就受到限制。隨著季節(jié)的更替，在有些地區(qū)冬天和夏天的溫差比較大，夏天溫度很高，塑料制品容易軟化，而到冬天時塑料制品又在零下30℃左右變得很硬很脆。

聚乙烯是五大合成樹脂之一，聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結(jié)構(gòu)之不同，分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-100～-70℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)。

改性塑料屬于石油化工產(chǎn)業(yè)鏈中的中間產(chǎn)品，主要由五大通用塑料和五大工程塑料為塑料基質(zhì)加工而成，具有阻燃、抗沖、高韌性、易加工性等特點(diǎn)。改性塑料是指在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過填充、共混、增強(qiáng)等方法加工，提高了阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等方面的性能的塑料制品?，F(xiàn)有技術(shù)中的耐低溫塑料有采用聚乙烯作為主要原料改性而成，但隨著阻燃劑的添加，現(xiàn)有技術(shù)中的耐低溫改性塑料的沖擊韌性和熱穩(wěn)定性會顯著下降，同時成型加工性能受到影響，特別是在成型大制件或是薄壁制件時，容易出現(xiàn)缺膠、分解氣痕、制件脆裂等一系列的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種耐低溫改性塑料的制備方法，解決了現(xiàn)有改性塑料的上述不足，本發(fā)明得到的耐低溫改性塑料在嚴(yán)寒情況使用，仍然具有較高的韌性、耐磨性能、以及抗沖擊性能都，且阻燃性能優(yōu)良。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐低溫改性塑料的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備樹脂材料共混物

將聚乙烯樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂按照質(zhì)量比(8-10)：(3-6)：(1-3)均勻混合后得到混合物，添加混合物質(zhì)量的2.5％-4％的相容劑，在215-230℃下熔融共混然后擠出造粒，得到樹脂材料共混物；

所述ABS樹脂為本體聚合法制備所得的粘均分子量為90000-130000的ABS樹脂，該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的含量為7-15wt.％，丙烯腈形成的鏈段含量為8-25wt.％，其余為苯乙烯形成的鏈段，且該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的數(shù)均粒徑為100-150nm；

(2)按照如下重量份配料：

(3)將上述所有配料在高速混合機(jī)充分混合20-40min，得到預(yù)混料；

將預(yù)混料經(jīng)過精密計(jì)量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中各段的溫度分別為：一區(qū)200-210℃、二區(qū)210-220℃、三區(qū)220-230℃、四區(qū)220-230℃、五區(qū)210-220℃、六區(qū)200-210℃、七區(qū)190-200℃、八區(qū)220-230℃、九區(qū)220-230℃、十區(qū)200-210℃，雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為30-45：1，螺桿轉(zhuǎn)速為400-600r/min，在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得以充分熔化、復(fù)合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥，得到耐低溫改性塑料。

優(yōu)選的，所述納米氧化錫銻使用前，按照以下工藝進(jìn)行處理：將納米氧化錫銻，置于40-50KHz的超聲清洗儀中，利用無水乙醇超聲30-50min；超聲完畢后，用無水乙醇洗滌4-6次，70-80℃干燥至恒重。

優(yōu)選的，所述相容劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、苯乙烯接枝馬來酸酐聚合物和聚丙烯酸酯-烯丙氧基甘油酯梳形聚合物的一種。

優(yōu)選的，所述耐候劑為TINUVIN 234(德國巴斯夫)，所述防開裂劑為氫化的苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物。

優(yōu)選的，其中所述復(fù)合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質(zhì)量比為1：(1-2):(1-4)；所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、硼酸鋅、八鉬酸銨、氧化鋁中的一種或幾種的混合物；所述熱穩(wěn)定劑為雙酚A、水滑石、復(fù)合型熱穩(wěn)定劑、硬脂酸鹽中的一種或幾種的混合物；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為(8-10)：(2-5)：(0.5-1.5)。

優(yōu)選的，所述增韌劑為乳液聚合物法制備所得的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，該甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的粒徑為150-200nm，且其中丁二烯形成的橡膠的含量45-75wt.％。

優(yōu)選的，抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺、N-環(huán)己基-N'-苯基對苯二胺、N,N-二仲丁基對苯二胺中一種或多種的混合物。

優(yōu)選的，抗菌劑為氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰的任意一種或者兩種以上的組合。

本發(fā)明提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：(1)主料位三元混合樹脂材料，其中的聚乙烯樹脂具備良好的耐低溫性能，通過在聚乙烯樹脂中引入ABS樹脂，提升了改性塑料的力學(xué)性能，通過使用特定成分的相容劑，克服了ABS樹脂耐溶劑性能差的缺點(diǎn)，通過引入的聚苯乙烯樹脂使得改性塑料的低溫耐沖擊沖擊性能大幅提高；(2)本發(fā)明的復(fù)合阻燃體系可以保持塑料本身良好的力學(xué)性能，同時又具備良好的阻燃性能；(3)選用合適的耐候劑、增韌劑和防開裂劑，進(jìn)一步提升改性塑料的韌性和耐候性，使得改性塑料適用的溫度方位大大提升；(4)添加經(jīng)超聲處理的納米氧化錫銻一方面可以增強(qiáng)塑料的耐低溫性，又可以保持塑料的應(yīng)有的壽命和功能；(5)通過添加抗菌劑，使改性塑料具備良好的抗菌性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

將聚乙烯樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂按照質(zhì)量比8：3：1均勻混合后得到混合物，添加混合物質(zhì)量的2.5％的相容劑，在215℃下熔融共混然后擠出造粒，得到樹脂材料共混物。

所述ABS樹脂為本體聚合法制備所得的粘均分子量為90000-130000的ABS樹脂，該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的含量為7wt.％，丙烯腈形成的鏈段含量為8wt.％，其余為苯乙烯形成的鏈段，且該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的數(shù)均粒徑為100-150nm。

按照如下重量份配料：

所述納米氧化錫銻使用前，按照以下工藝進(jìn)行處理：將納米氧化錫銻，置于40KHz的超聲清洗儀中，利用無水乙醇超聲30min；超聲完畢后，用無水乙醇洗滌4次，70℃干燥至恒重。

所述相容劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。所述耐候劑為TINUVIN 234(德國巴斯夫)，所述防開裂劑為氫化的苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物。

其中所述復(fù)合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質(zhì)量比為1：1:1；所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻；所述熱穩(wěn)定劑為雙酚A；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為8：2：0.5。

所述增韌劑為乳液聚合物法制備所得的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，該甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的粒徑為150-200nm，且其中丁二烯形成的橡膠的含量45wt.％。

所述抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺。所述抗菌劑為氧化鋅。

將上述所有配料在高速混合機(jī)充分混合20min，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)過精密計(jì)量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中各段的溫度分別為：一區(qū)200℃、二區(qū)210℃、三區(qū)220℃、四區(qū)220℃、五區(qū)210℃、六區(qū)200℃、七區(qū)190℃、八區(qū)220℃、九區(qū)220℃、十區(qū)200℃，雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為30：1，螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得以充分熔化、復(fù)合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥，得到耐低溫改性塑料。

實(shí)施例二

將聚乙烯樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂按照質(zhì)量比9：2：3均勻混合后得到混合物，添加混合物質(zhì)量的3％的相容劑，在215-230℃下熔融共混然后擠出造粒，得到樹脂材料共混物。

所述ABS樹脂為本體聚合法制備所得的粘均分子量為90000-130000的ABS樹脂，該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的含量為12wt.％，丙烯腈形成的鏈段含量為15wt.％，其余為苯乙烯形成的鏈段，且該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的數(shù)均粒徑為100-150nm。

按照如下重量份配料：

所述納米氧化錫銻使用前，按照以下工藝進(jìn)行處理：將納米氧化錫銻，置于45KHz的超聲清洗儀中，利用無水乙醇超聲40min；超聲完畢后，用無水乙醇洗滌5次，75℃干燥至恒重。

所述相容劑為苯乙烯接枝馬來酸酐聚合物。所述耐候劑為TINUVIN 234(德國巴斯夫)，所述防開裂劑為氫化的苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物。

其中所述復(fù)合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質(zhì)量比為1：2:3；所述阻燃協(xié)效劑為五氧化二銻；所述熱穩(wěn)定劑為硬脂酸鹽；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為9：4：1。

所述增韌劑為乳液聚合物法制備所得的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，該甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的粒徑為150-200nm，且其中丁二烯形成的橡膠的含量50wt.％。

所述抗氧劑為N-環(huán)己基-N'-苯基對苯二胺。所述抗菌劑為氧化銅。

將上述所有配料在高速混合機(jī)充分混合30min，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)過精密計(jì)量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中各段的溫度分別為：一區(qū)205℃、二區(qū)215℃、三區(qū)225℃、四區(qū)225℃、五區(qū)215℃、六區(qū)205℃、七區(qū)195℃、八區(qū)225℃、九區(qū)225℃、十區(qū)205℃，雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為35：1，螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得以充分熔化、復(fù)合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥，得到耐低溫改性塑料。

實(shí)施例三

將聚乙烯樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯樹脂按照質(zhì)量比10：6：3均勻混合后得到混合物，添加混合物質(zhì)量的4％的相容劑，在230℃下熔融共混然后擠出造粒，得到樹脂材料共混物。

所述ABS樹脂為本體聚合法制備所得的粘均分子量為90000-130000的ABS樹脂，該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的含量為15wt.％，丙烯腈形成的鏈段含量為25wt.％，其余為苯乙烯形成的鏈段，且該ABS樹脂中丁二烯形成的橡膠的數(shù)均粒徑為100-150nm。

按照如下重量份配料：

所述納米氧化錫銻使用前，按照以下工藝進(jìn)行處理：將納米氧化錫銻，置于50KHz的超聲清洗儀中，利用無水乙醇超聲50min；超聲完畢后，用無水乙醇洗滌6次，80℃干燥至恒重。

所述相容劑為聚丙烯酸酯-烯丙氧基甘油酯梳形聚合物。所述耐候劑為TINUVIN 234(德國巴斯夫)，所述防開裂劑為氫化的苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物。

其中所述復(fù)合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質(zhì)量比為1：2:4；所述阻燃協(xié)效劑為氧化鋁；所述熱穩(wěn)定劑為水滑石；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為10：5：1.5。

所述增韌劑為乳液聚合物法制備所得的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，該甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物的粒徑為150-200nm，且其中丁二烯形成的橡膠的含量75wt.％。

所述抗氧劑為N,N-二仲丁基對苯二胺。所述抗菌劑為碳酸鋰。

將上述所有配料在高速混合機(jī)充分混合40min，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)過精密計(jì)量的送料裝置輸送到雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合物料在雙螺桿擠出機(jī)中各段的溫度分別為：一區(qū)210℃、二區(qū)220℃、三區(qū)230℃、四區(qū)230℃、五區(qū)220℃、六區(qū)210℃、七區(qū)200℃、八區(qū)230℃、九區(qū)230℃、十區(qū)210℃，雙螺桿擠出機(jī)的長徑比為45：1，螺桿轉(zhuǎn)速為600r/min，在螺桿的剪切、混煉及輸送下，物料得以充分熔化、復(fù)合，再經(jīng)過擠出造粒、干燥，得到耐低溫改性塑料。

經(jīng)測試，本發(fā)明各實(shí)例中的耐低溫改性塑料用注塑機(jī)制成樣條(樣條尺寸為50mm*120mm*5.5mm)測試，測試數(shù)據(jù)如下表后的各技術(shù)指標(biāo)如下：

由上表可知，本發(fā)明得到的產(chǎn)品力學(xué)性能好，阻燃性優(yōu)越，在低溫下依然具備較好的韌性和耐性。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無限的具體實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。