CN102464877A - 一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物及其制备方法,包括以下组分及重量百分比含量:聚碳酸酯树脂40-80、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-50、苯乙烯类增韧剂5-10、哑光剂1-10、加工助剂0.1-1.5,将上述材料在高速混合器中预混10-30min后置于双螺杆挤出机中,控制螺杆转速为180-600rpm,在230-300℃下进行熔融挤出,冷却造粒,得到低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物。与现有技术相比,本发明工艺过程简单、原料易得,成本较低,并且具有优异的哑光均匀性同时能保持共混组合物良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂组合物及其制备方法,尤其是涉及一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物及其制备方法。
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。
比如: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PC/SAN/ABS组合物。
低光泽聚碳酸酯(PC)/苯乙烯类树脂组合物市场应用广泛,具有十分明显的市场需求。所以需要开发一种低光泽聚碳酸酯(PC)/苯乙烯类树脂组合物既具有优异的哑光均匀性同时能保持共混组合物良好的机械性能。
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保证较高的机械性能和光泽度的均一性的低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,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 40-80;
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物 10-50;
苯乙烯类增韧剂 5-10;
哑光剂 1-10;
加工助剂 0.1-1.5。
所述的聚碳酸酯树脂为分子量为20000-30000的双酚A型聚碳酸酯。
所述的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物分子量为8000-150000,其中橡胶含量为5-30wt%,苯乙烯含量为40wt%-70wt%,丙烯腈含量为10wt%-30wt%。
所述的苯乙烯类增韧剂为苯乙烯-丁二烯-丙烯酸酯或苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈共聚物。
所述的哑光剂为带官能团的烯烃类经偶氮类或过氧类引发剂引发烯烃交联的哑光剂。
所述的官能团包括羧基、马来酸酐或环氧基官能团。
所述的偶氮类和过氧类引发剂包括偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过硫酸钾(K2S2O8)。
所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂或着色剂。
所述的润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡,所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂,所述的脱模剂包括硅酮类脱模剂,所述的着色剂包括炭黑、Fe2O3红或TiO2。
一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量百分比含量备料:
聚碳酸酯树脂 40-80、
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物 10-50、
苯乙烯类增韧剂 5-10、
哑光剂 1-10、
加工助剂 0.1-1.5;
(2)将上述材料在高速混合器中预混10-30min;
(3)将预混料通过双螺杆挤出机,控制螺杆转速为180-600rpm,在230-300℃下进行熔融挤出,冷却造粒,得到低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物。
所述的双螺杆挤出机包括10个温控区,温控1-2区的温度为180-260℃,温控3-4区的温度为180-260℃,温控5-6区的温度为180-260℃,温控7-8区的温度为180-260℃,温控9-10区的温度为180-260℃。
所述的双螺杆挤出机有两个抽真空处,一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端,另一处抽真空设备位于计量段。
与现有技术相比,本发明工艺过程简单、原料易得,成本较低,选用带官能团烯烃类经偶氮类或过氧类引发剂引发烯烃交联的哑光剂,由于烯烃经引发剂引发交联点降低了聚碳酸酯(PC)/苯乙烯类树脂组合物的光泽度,活性官能团和聚碳酸酯(PC)的反应相容使得哑光剂在聚碳酸酯(PC)/苯乙烯类树脂组合物相态中有较好的分散,能保证较高的机械性能和光泽度的均一性。
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。
实施例1-11
组分A:聚碳酸酯树脂(PC)占40-80%;
组分B:苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)占10-50%,其中橡胶含量为5-30wt%,苯乙烯含量为40wt%-70wt%,丙烯腈含量为10wt%-30wt%。
组分C:苯乙烯类增韧剂占5-10%;
组分D:特殊的哑光剂占1-10%;
组分E:加工助剂占0.1-1.5%。
其中,用于本发明的聚碳酸酯(A)对本发明所属技术领域的普通技术人员来说是熟知的,聚碳酸酯树脂在分子量调节剂和催化剂存在在,通过使二元酚与光气发生反应或通过使二元酚与类是碳酸二苯酯的碳酸酯预聚体的酯交换反应来制备。
该聚碳酸酯树脂包括直链聚碳酸酯、支链聚碳酸酯以及聚酯碳酸酯共聚物优选用于本发明的二元酚是双酚,并且最优选的二元酚是被称为“双酚A”的2,2-双-(4-羟苯基)-丙烷。双酚A可部分地或全部用其他二元酚替代。二元酚的实例是对苯二酚、4,4-二羟基联苯、5-甲基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-枯基间苯二酚等。
在本发明中,聚碳酸酯树脂(A)重均分子量可以是20000-30000,这通过凝胶渗透色谱法,使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱,在1mg/ml的样品浓度下来测量并采用聚苯乙烯标样校正。
用于本发明的组分B苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)通过本体聚合而成,组分B共聚物的分子量在80000-150000之间。
用于本发明的组分C苯乙烯类增韧剂主要包括苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈等共聚物。
用于本发明的组分D特殊哑光剂为带官能团烯烃类经偶氮类或过氧类引发剂引发烯烃交联的哑光剂。所述的偶氮类和过氧类引发剂包括偶氮二异丁腈(AIBN),过氧化二苯甲酰(BPO),过硫酸钾(K2S2O8)。带官能团烯烃类中的官能团包括羧基,马来酸酐,环氧官能团。
用于本发明的组分E加工助剂,主要包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂、稳定剂、染料、颜料等,总计0.1-1.5%。润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、聚乙烯蜡(如AC-540A等);抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂(如168等)、受阻酚类抗氧剂(如IRGANOX 1076、IRGANOX245等);脱模剂包括硅酮类脱模剂(如道康宁MB-50等);着色剂包括炭黑、Fe2O3红、TiO2等。
具体数据如表1中所示:
(一)材料组成
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28000,Dow化学生产;
组分B-1:ABS的分子量为100000,其中丁二烯含量为20%,高桥石化生产;
组分B-2:ABS的分子量为140000,其中丁二烯含量为30%,高桥石化生产;
组分C:苯乙烯-丁二烯-丙烯酸酯共聚物(MBS):丁二烯含量52%,LG化学生产;
组分D-1:特殊的哑光剂,PP-g-GMA经BPO自由基引发PP已发生交联的交联PP-GMA
组分D-2:PP经BPO自由基引发交联的PP;
组分D-3:PP-g-GMA。
将以上材料在高速混合器中预混10-30分钟,再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,得到低光泽聚碳酸酯(PC)/苯乙烯类树脂组合物。其中,双螺杆挤出机包括10个温控区,温控1-2区的温度为180-260℃,温控3-4区的温度为180-260℃,温控5-6区的温度为180-260℃,温控7-8区的温度为180-260℃,温控9-10区的温度为180-260℃,另外,在双螺杆挤出机有两个抽真空处,一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端,另一处抽真空设备位于计量段。
对比例
所加入的组分与含量如表1中所示,生产过程与实施例1-11相同。
表1组分及含量表
(二)性能测试
对实施例1~11及对比例制备出的产品进行性能测试,其结果如表2与表3所示。
使用海天注塑机进行注射各类测试样条和色板。
拉伸测试:按照ISO527标准测试,拉伸速度为50mm/min;
弯曲强度和弯曲模量:按照ISO178标准测试,速度2mm/min,跨距64mm;
MI熔融指数:按照ISO 1133标准测试;
Vicat软化温度:按照ISO306标准测试;
Izod冲击强度:按照ISO180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。
表2机械性能测试
表3光泽度评价测试
通过比较对比例和实施例1、2、3,从试验数据可以看出,加入哑光剂后材料光泽度大幅度下降,同时模量,耐热,MI稍有下降,但在少量添加时还能维持较稳定的性能,当添加量达到10%,流动性和耐热影响明显。同时不论是PC、ABS分子量高低都存在这个规律。
对比实施例2、8、9可以看出添加特殊哑光剂能更有效地降低光泽,同时能保持较好的机械性能,尤其是冲击强度的保持。
Claims (12)
1.一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,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 40-80;
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物 10-50;
苯乙烯类增韧剂 5-10;
哑光剂 1-10;
加工助剂 0.1-1.5。
2.根据权利要求1所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的聚碳酸酯树脂为分子量为20000-30000的双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物分子量为8000-150000,其中橡胶含量为5-30wt%,苯乙烯含量为40wt%-70wt%,丙烯腈含量为10wt%-30wt%。
4.根据权利要求1所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的苯乙烯类增韧剂为苯乙烯-丁二烯-丙烯酸酯或苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的哑光剂为带官能团的烯烃类经偶氮类或过氧类引发剂引发烯烃交联的哑光剂。
6.根据权利要求5所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的官能团包括羧基、马来酸酐或环氧基官能团。
7.根据权利要求5所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的偶氮类和过氧类引发剂包括偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过硫酸钾(K2S2O8)。
8.根据权利要求1所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的加工助剂包括润滑剂、抗氧剂、脱模剂或着色剂。
9.根据权利要求8所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物,其特征在于,所述的润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡,所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂,所述的脱模剂包括硅酮类脱模剂,所述的着色剂包括炭黑、Fe2O3红或TiO2。
10.一种如权利要求1所述的低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量百分比含量备料:
聚碳酸酯树脂 40-80、
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物 10-50、
苯乙烯类增韧剂 5-10、
哑光剂 1-10、
加工助剂 0.1-1.5;
(2)将上述材料在高速混合器中预混10-30min;
(3)将预混料通过双螺杆挤出机,控制螺杆转速为180-600rpm,在230-300℃下进行熔融挤出,冷却造粒,得到低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物。
11.根据权利要求10所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物的制备方法,其特征在于,所述的双螺杆挤出机包括10个温控区,温控1-2区的温度为180-260℃,温控3-4区的温度为180-260℃,温控5-6区的温度为180-260℃,温控7-8区的温度为180-260℃,温控9-10区的温度为180-260℃。
12.根据权利要求10所述的一种低光泽聚碳酸酯苯乙烯类树脂组合物的制备方法,其特征在于,所述的双螺杆挤出机有两个抽真空处,一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端,另一处抽真空设备位于计量段。
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