抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料

摘要

本发明公开了一种抗光老化的纳米TiO2‑ABS复合材料，该复合材料是由以下重量份的原料组成：ABS树脂55‑85份；纳米TiO28‑25份；偶联剂0.1‑1份；超分散剂0.2‑0.5份。份本发明的纳米TiO2‑ABS复合材料抗光老化性能强、更环保，抗高温变形，且同时兼顾优良的机械性能。

权利要求

1.一种抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：ABS树脂        55-85份；

纳米TiO2       8-25份；

偶联剂         0.1-1份；

超分散剂       0.2-0.5份；

所述超分散剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺TAF；

所述偶联剂为硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述的抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：ABS树脂        65-75份；

纳米TiO2       12-14份；

偶联剂         0.1-0.3份；

超分散剂       0.35-0.4份。

3.根据权利要求1或2所述的抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，其特征在于：所述抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料还含有3-5质量份其他助剂，所述其他助剂为抗氧剂、色粉、光稳定剂、紫外线吸收剂，所述抗氧剂为1010或抗氧剂PS802中的一种。

说明书

抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料

技术领域

[0001] 本发明涉及复合材料的技术领域，具体涉及一种抗光老化的纳米 TiO2-ABS复合材料。

背景技术

[0002] ABS作为一种热塑性工程塑料，广泛应用于机械、汽车、家电和建筑等工业领域，但是ABS在完成加成聚合反应后，少量链节中还存在着活性更高的叔碳烯丙基氢基团，在光氧作用下易使丁二烯链节发生断裂，致使ABS发生光老化降解。因此由ABS制成的产品在户外长期使用后，便会出现黄变、龟裂、光泽丧失以及力学性能下降等宏观劣化现象，使本就热变形温度偏低的ABS材料抗高温变形能力进一步变差，因此耐老化性能的优劣在一定程度上决定了ABS作为结构材料的工程应用范围及前景。

[0003] 现有技术中一般使用苯并三唑类紫外线吸收剂及受阻胺型光稳定剂作为抗光老化、提高机械性能的添加剂，但是该类添加剂并非环保型添加剂，其易于产生对环境和人体均有危害性的物质，不能满足环保型要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，本发明的纳米TiO2-ABS复合材料抗光老化性能强、更环保，抗高温变形，且同时兼顾优良的机械性能。

[0005] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

[0006] 提供一种抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，其特征在于：是由以下重量份的原料组成：

[0007]

[0008]

[0009] 作为优选，是由以下重量份的原料组成：ABS树脂65-75份；纳米TiO2 12-14份；偶联剂0.1-0.3份；超分散剂0.35-0.4份。

[0010] 作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

[0011] 作为优选，所述超分散剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺。

[0012] 作为优选，所述抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料还含有3-5质量份其他助剂，所述其他助剂为抗氧剂、色粉、光稳定剂、紫外线吸收剂，所述抗氧剂为1010或抗氧剂PS802中的一种。

[0013] 本发明的配方中添加少量的超分散剂改性乙撑双脂肪酸酰胺，该超分散剂极性基团与硅烷偶联剂的长链末端通过范得华产生很强的吸引力，该吸引力足以使两物相界面消失，而形成一相，TAF(改性乙撑双脂肪酸酰胺)溶剂化的一相与ABS树脂有一定的相溶性，TAF起了相溶剂作用。

[0014] 纳米TiO2的纳米粒子容易团聚，降低其发挥抗光氧化能力，配方中的纳米TiO2在TAF的作用下，其表面原子结构进一步发生重构，该重构结构与ABS树脂之间锚合，形成更多的锚固结点，即交联点，进一步改善ABS树脂与纳米TiO2之间的稳定性，而且此时也阻止了纳米TiO2的纳米粒子之间的团聚现象，充分发挥了纳米TiO2的抗光老化能力，复合材料的化学性质更稳定，更不易发生光老化现象。

[0015] 本发明抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料的有益效果是：

[0016] (1)添加金红石型纳米TiO2作为一种光稳定剂，其具有长效屏蔽紫外线的优异性能，并且相对于苯并三唑类紫外线吸收剂及受阻胺型光稳定剂等传统抗老化改性剂更具有环保优势；

[0017] (2)本发明的纳米TiO2-ABS复合材料能够同时兼顾较强的抗光老化性能、环保、抗高温变形以及兼顾优良的机械性能；

[0018] (3)本发明的纳米TiO2-ABS复合材料产品稳定性更强，不易粉化，使用寿命更长，复合材料的使用范围不受ABS热变形温度偏低而受限，适用范围更广。

[0019] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。

具体实施方式

[0020] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 按照下表1中各实施例的配方量称量原材料，将所称取的样品加入高混机中混匀3min，充分混匀后，得到预混料，再将预混料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的挤出温度为180℃，双螺杆挤出机的挤出转速为700转/ 分，挤出造粒，得到抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料。

[0022] 表1各实施例中抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料的重量份

[0023]  ABS树脂 纳米TiO2 硅烷偶联剂 TAF
实施例1 57 8 1 0.2
实施例2 62 12 0.8 0.25
实施例3 68 15 0.2 0.4
实施例4 74 25 0.3 0.35
实施例5 80 19 0.4 0.5
实施例6 85 28 0.5 0.4
实施例7 74 25 0.6 0.35
对比例1 74 25 0.3 -
对比例2 74 25 - 0.35
对比例3 74 - 0.3 0.35
对比例4 74 35 0.3 0.35

[0024] 对各个实施例制备的抗光老化的纳米TiO2-ABS复合材料，进行结果验证试验，按表2标准进行测试，结果见表3。

[0025] 表2验证试验结果

[0026]

[0027]

[0028] 表3验证试验结果

[0029]

[0030] 实施例1-7配方制备的纳米TiO2-ABS，其力学性能和抗光老化性能均明显高于对比例1-4。而且从实施例4与实施例7之间进行对比可知，在TAF 的添加量一致的情况下，增加偶联剂的使用并没有明显增加技术效果，只需添加较少的硅烷偶联剂就可以达到很好的技术效果，这是因为TAF起了相溶剂作用，具有节省偶联剂使用的作用，TAF与硅烷偶联剂的长链末端通过范得华产生很强的吸引力的作用是具有一定的平衡作用的，超过平衡点，作用便不再明显，但是不适用其中任何一个原料(对比例1中未使用TAF，对比例2中未使用硅烷偶联剂)均却明显降低了力学性能，由此得出TAF与硅烷偶联剂之间起到了协同增效的作用，互相关联、互相作用。

[0031] 再者，与实施例4相比，对比例3中并未使用纳米TiO2，光稳定性变差，光照等级和维卡温度均降低，热变形稳定性变差。与实施例4相比，对比例4 中纳米TiO2的使用量较高，虽然弯曲模量和缺口冲击强度变化不大，但是维卡温度和光照等级反而降低，说明纳米TiO2加入量过多，更容易团聚，不利于其作用的发挥。

[0032] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。