CN102382348A - 反应挤出哑光剂、低光泽pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反应挤出哑光剂和利用该反应挤出哑光剂的低光泽PC/ABS合金及其制备方法，所述低光泽PC/ABS合金包括以下重量百分比含量的组分：聚碳酸酯树脂20～80、ABS树脂5～50、苯乙烯-丙烯腈树脂5～40、反应挤出哑光剂1～10、加工助剂0.1～1.5，将以上材料在高速混合器中预混3～10分钟，然后将预混料通过双螺杆挤出机，在230～300℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到低光泽PC/ABS合金。与现有技术相比，本发明制备工艺合理，成本低廉，降低光泽高效，产品性能稳定。

Description

反应挤出哑光剂、低光泽PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PC/ABS合金及其制备方法，尤其是涉及一种反应挤出哑光剂、
低光泽PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
在聚碳酸酯和苯乙烯类树脂的组合物的各种应用中，某些领域要求低光泽表面，这些应用领域主要为汽车、装饰品、电子电器等，如汽车内饰件，设计时需要注意仪表板的反光度，既要提高仪表的可见度，又要通过表罩的漫反射方法减少眩光，还要防止仪表板上的高点在前风窗玻璃的内表面形成反射影像，以免干扰驾驶员的视觉，所以必须对仪表板表面进行消光或哑光处理，以获得舒适安全的驾驶感觉。
传统的解决上述需求的技术手段有：
1、通过表面压花，即皮纹化处理可以达到很好的效果，但有时并不能达到所需的要求，而且需要增加单独的压花环节，增加了成本。同时在随后的使用过程中由于磨损可能去除花纹，重新导致光泽呈现。
2、添加填料，如二氧化钛、二氧化硅、硅酸盐或铝酸盐及其它相似的惰性矿物质，尽管也可以达到消除模制品表面光泽的目的，但要达到一定哑光度需要添加大量的填料，从极大的降低模制品的物理机械性能或导致化学性能的劣化，特别是对材料韧性造成极大的损失。
3、添加不相容的第三组分：比如未接枝的橡胶粉、凝胶化的SAN（超高分子量苯乙烯-丙烯腈共聚物）、超高分子量的PS（聚苯乙烯）、超高分子量丙烯酸类聚合物等等，在改善制品光泽的同时同样存在上述不足。
4、添加带反应官能团的高分子聚合物，比如PS-g-GMA等，在改善制品光泽度时由于反应活性差，需要添加量高，效率低，对机械性能等有一定影响。
通过对现有文献的检索发现：美国专利4460742公开了一种消光热塑性树脂组合物，它包含一种热塑性树脂如丙烯酸类树脂、一种含甲基丙烯酸烷基酯与芳香族丙烯酸乙烯基酯和丙烯酸烷基酯的共聚物的交联聚合反应产物的组分。
美国专利4902743公开了一种含有聚碳酸酯、ABS树脂和降光泽度甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的共混物。
美国专利4596851和4742104公开了另外一些含有聚碳酸酯、接枝聚合物如ABS树脂和含共聚的环氧化物如甲基丙烯酸缩水甘油酯非橡胶共聚物的热塑性组合物。
美国专利4894416公开了一种具有优良的物理性能的低光泽热塑性组合物其包含于（甲基）丙烯酸缩水甘油酯聚合物共混的核-壳ASA（丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚体）树脂。
美国专利5580924公开了一种降低光泽的热塑性组合物，其需要苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）在一种亲电子试剂和一种酸的存在下配混形成凝胶，然后再将该生成的凝胶与聚碳酸酯（PC）、SAN、ABS接枝聚合物配混制成光泽降低的PCSANABS组合物。
然而，这些已知技术方案同样还存在一些不足：光泽稳定性差、机械性能波动大和成本过高，给材料应用带来限制。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种反应挤出哑光剂和利用该反应挤出哑光剂的低光泽PC/ABS合金及其制备方法。所述低光泽PC/ABS合金在保持共混组合物良好的机械性能的同时具有优异的哑光度和较低的生产成本。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种反应挤出哑光剂，所述反应挤出哑光剂是通过以下步骤制备而得的：
（1）按照以下组分及重量百分比含量备料：
聚乙烯树脂                   96～99.5；
交联剂                       0.5～4；
（2）预先把所述交联剂加热，控制温度在60～80℃，使之成为液体状态；
（3）将所述聚乙烯树脂通过双螺杆挤出机，所述交联剂以侧喂方式加入，温度控制在160～250℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述反应挤出哑光剂。
优选的，所述聚乙烯树脂（PE）可为低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）或高密度聚乙烯（HDPE），所述聚乙烯树脂重均分子量为40000～300000，重均分子量分布选择为4～30。
优选的，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯（HDPE）。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯（DCP）、过氧化二特丁基、过氧化苯甲酰（BPO）、过氧化十二酰、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷（DMDEHPH ）、过氧化二碳酸二乙基己酯（EHP）或过氧化二碳酸二环己酯。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯（DCP）。
本发明的另一个目的可以通过以下技术方案来实现：
一种低光泽PC/ABS合金，该组合物包括以下组分及重量百分比含量：
聚碳酸酯树脂                          20～80；
ABS树脂                              5～50；
苯乙烯-丙烯腈树脂                     5～40；
权利要求1所述的反应挤出哑光剂         1～10；
加工助剂                              0.1～1.5。
优选的，所述的聚碳酸酯树脂重均分子量为10000～50000。
优选的，所述的ABS树脂包括丙烯腈、丁二烯与苯乙烯的三元共聚物，其中所述丁二烯重量百分比含量为35％～70％，相对密度为1.0～1.04,熔融温度为190～2200C。
优选的，所述的ABS树脂为含少量丙烯酸丁酯的ABS树脂。 
优选的，所述的苯乙烯-丙烯腈树脂重均分子量为15000～200000，其中所述苯乙烯重量百分比含量为60%～80%，所述丙烯腈重量百分比含量为20%～40%。
优选的，所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂和/或着色剂。
优选的，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和/或受阻酚类抗氧剂，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂，所述的着色剂为炭黑、Fe2O3红或TiO2。
本发明的又一个目的可以通过以下技术方案来实现：
上述低光泽PC/ABS合金的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）按照上述组分及重量百分比含量备料：
（2）将步骤（1）中备好的材料在高速混合器中预混；
（3）将步骤（2）中得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230～300℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到低光泽PC/ABS合金材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于采用在体系中添加反应挤出哑光剂，使材料在具有优异的哑光度和保持良好的机械性能的同时，又可降低材料成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
反应挤出哑光剂的制备
实施例1
(1) 按照以下组分及重量百分比含量备料：
低密度聚乙烯树脂 96%，过氧化二异丙苯4%；
(2)先把过氧化二异丙苯加热，控制温度在60～65℃，使之成为液体；
(3)将低密度聚乙烯树脂（重均分子量40000）通过双螺杆挤出机，过氧化二异丙苯以侧喂方式加入，温度控制在160～200℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述反应挤出哑光剂。
实施例2
(1) 按照以下组分及重量百分比含量备料：
线性低密度聚乙烯树脂 97.5%，过氧化苯甲酰2.5%；
(2)先把过氧化苯甲酰加热，控制温度在60～70℃，使之成为液体；
(3)将线性低密度聚乙烯树脂（重均分子量250000）通过双螺杆挤出机，过氧化苯甲酰以侧喂方式加入，温度控制在200～250℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述反应挤出哑光剂。
实施例3
(1) 按照以下组分及重量百分比含量备料：
高密度聚乙烯树脂 99.5%，过氧化二特丁基0.5%；
(2)先把过氧化二特丁基加热，控制温度在70～80℃，使之成为液体；
(3)将高密度聚乙烯树脂（重均分子量300000）通过双螺杆挤出机，过氧化二特丁基以侧喂方式加入，温度控制在180～240℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述反应挤出哑光剂。
低光泽PC/ABS合金材料的制备
实施例4～14
实施例4～14低光泽PC/ABS合金材料中的各组分及其重量百分比含量如表1所示，分别按照表1中各实施例对应的组分及重量百分比含量备料。将上述备好的组分送入高速混合器中预混3～10分钟；将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230～300℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到低光泽PC/ABS合金材料。 
其中，备料时实施例4～14各组分所取的重量份数见表1-1及表1-2。
对比例1～4
对比例1～4中的各组分及其重量份数如表1-2所示，分别按照表2中对应的组分及重量份数备料；将上述备好的组分送入高速混合器中预混3～10分钟，之后将预混料通过双螺杆挤出机，在230～300℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到低光泽PC/ABS合金材料。
表1-1
Figure 847775DEST_PATH_IMAGE001
表1-2
前述表中： 
组分A-1： 聚碳酸酯的重均分子量为22000，Dow化学生产；
组分A-2： 聚碳酸酯的重均分子量为32000，Dow化学生产；
组分A-3： 聚碳酸酯的重均分子量为18000，Dow化学生产；
组分B：苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物（ABS）：其中丁二烯含量52%，韩国锦湖石化生产；
组分C：苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）的分子量为125000，其中苯乙烯:丙烯腈=72:28，韩国锦湖石化生产； 
组分D-1：反应挤出哑光剂，所用聚乙烯树脂为扬子石化生产的高密度聚乙烯树脂，选择注塑级5306J；所述反应挤出哑光剂为制备例1制备而得。
组分D-2：传统反应挤出哑光剂，商品名：BMAT（交联丙烯腈-苯乙烯树脂），康普顿公司产品；
组分E：加工助剂，包括润滑剂季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、亚磷酸酯类抗氧剂IRGAFOS
Figure 36672DEST_PATH_IMAGE003
168、受阻酚IRGANOX245和硅酮类脱模剂道康宁MB-50，其重量比为2：2：1：1。
机械性能测试
对实施例4～14，对比例1～4制得的低光泽PC/ABS合金材料进行机械性能测试和光泽度评价测试： 
拉伸测试：按照ASTM-D638标准测试，拉伸速度为50mm/min；
Izod冲击强度：按照ASTM-D256标准测试；
Vicat（维卡软化温度）：按照ASTM-D1525标准测试；
MI：按照ASTM-D1238标准测试。
光泽度：按照ASTM D523 在60℃使用Garden Gloss Meter测试3mm后的普通色板和K31哑光皮纹色板的表面光泽，并以光泽单位（GU）为单位记录，其中标准黑色玻璃片的光泽度为100GU。
机械性能测试结果如表2-1及表2-2所示，光泽度评价测试结果如表3-1及表3-2所示：
表2-1
Figure 303706DEST_PATH_IMAGE004
表2-2
Figure 564923DEST_PATH_IMAGE005
表3-1
Figure 233802DEST_PATH_IMAGE006
表3-2
Figure 289482DEST_PATH_IMAGE007
1、从上述表1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2中添加了本发明的反应挤出哑光剂的实施例4～14与未添加任何反应挤出哑光剂的对比例1的相关数据的比较可以看出：反应挤出哑光剂降低光泽效果明显；
2、从上述表1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2中实施例4与对比例2、实施例5与对比例3、实施例8与对比例4的相关数据的比较可以看出：反应挤出哑光剂与传统哑光剂相比，机械性能更稳定、降低光泽更有效，但同样添加量下，影响耐热稍大些。
综上所述，本发明的有益效果在于采用在体系中添加反应挤出哑光剂，使材料在具有优异的哑光度和保持良好的机械性能的同时，又可降低材料成本。

Claims (13)

1.一种反应挤出哑光剂，其特征在于，所述反应挤出哑光剂是通过包括以下步骤的方法制备而得：
（1）按照以下组分及重量百分比含量备料：聚乙烯树脂 96～99.5%，交联剂0.5～4%；
（2）预先把所述交联剂加热，控制温度在60～80℃，使之成为液体；
（3）将所述聚乙烯树脂通过双螺杆挤出机，所述交联剂以侧喂方式加入，温度控制在160～250℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述反应挤出哑光剂。
2.根据权利要求1所述的反应挤出哑光剂，其特征在于，所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，所述聚乙烯树脂重均分子量为40000～300000。
3.根据权利要求2所述的反应挤出哑光剂，其特征在于，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的反应挤出哑光剂，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷、过氧化二碳酸二乙基己酯或过氧化二碳酸二环己酯。
5.根据权利要求4所述的反应挤出哑光剂，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
6.一种低光泽PC/ABS合金，其特征在于，该组合物包括以下组分及重量百分比含量：
聚碳酸酯树脂                          20～80；
ABS树脂                              5～50；
苯乙烯-丙烯腈树脂                     5～40；
权利要求1所述的反应挤出哑光剂         1～10；
加工助剂                              0.1～1.5。
7.根据权利要求6所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的聚碳酸酯树脂重均分子量为18000～32000。
8.根据权利要求6所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂包括苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，其中所述丁二烯重量百分比含量为35％～70％，相对密度为1.0～1.04,熔融温度为190～220℃。
9.根据权利要求8所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂为含有丙烯酸丁酯的ABS树脂。
10.根据权利要求6所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的苯乙烯-丙烯腈树脂重均分子量为15000～200000，其中所述苯乙烯重量百分比含量为60%～80%，所述丙烯腈重量百分比含量为20%～40%。
11.根据权利要求6所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂和/或着色剂。
12.根据权利要求10所述的低光泽PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和/或受阻酚类抗氧剂，所述的脱模剂为硅酮类脱模剂，所述的着色剂为炭黑、Fe2O3红或TiO2。
13.一种根据权利要求6所述的低光泽PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）按照所述组分及重量百分比含量备料：
（2）将步骤（1）中备好的材料在高速混合器中预混；
（3）将步骤（2）中得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230～300℃下进行熔融挤出，冷却造粒，得到低光泽PC/ABS合金材料。
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