CN103232700B - 低气味pc/abs增强合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法。所述PC/ABS合金材料包含以下组分及重量份：PC树脂30～70份，ABS树脂20～50份，硅藻土5～15份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份；所述合金的制备方法包括如下步骤：(a)将PC树脂、ABS树脂、硅藻土、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；(b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，制得低气味PC/ABS增强合金材料。本发明的方法简单易行，所使用的硅藻土，来源广泛且价格低廉，具有比表面积大和多孔结构的特点，不仅启到填充材料增强的作用，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，降低了PC/ABS合金的气味。
Description
技术领域
本发明属于高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料兼顾了PC和ABS二者的优点，具有优良的力学性能和加工性能，在汽车、电子、通讯和化工等领域有着广泛的应用，尤其是近几年汽车消费市场火爆，以及汽车轻量化、以塑代钢的趋势下，使得PC/ABS合金材料在汽车领域的用量迅猛上升。
虽然PC/ABS有着广泛的应用，但是有些条件时也会释放出难闻的气味，尤其是高温条件的封闭环境内。针对汽车环保和安全性能的要求，开发低气味和高强度的材料越来越重要。
关于如何降低高分子材料中所释放的气味问题人们做了很多研究。基本方法包括化学反应和物理吸附两种。Eichenauer等在USP6，297，307中介绍了一种气味改进的ABS合金模塑物，通过添加一种氧化锌、氧化镁及至少一种环氧化合物的混合物，这种方法改善了气味。但是这些添加物对ABS合金材料的力学性能尤其是冲击有很大的影响，尤其是PC对与金属物敏感会造成严重的降解，因此不适合在PC/ABS体系中。物理吸附可以改善气味，例如活性炭中的微孔，可以吸附高分子材料中散发出的有气味的分子，但是活性炭自身黑色的原因，使得其只能局限在黑色材料中使用。
通常的PC/ABS增强材料里添加的是玻纤或者滑石粉，这些材料不具有多孔结构，不能改善材料的气味。
硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积而成。硅藻土属非金属矿，主要成分是非晶体二氧化硅，伴有少量蒙脱土、高岭土等粘土杂质和有机质。在显微镜下观察，硅藻土呈现形态各异的藻类形状，尺寸为几到几十微米。内外表面分布着很多纳米级的微孔。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法。本发明的低气味PC/ABS增强合金材料具有良好的力学性能和低的气味。
本发明的目的是通过以下的技术方案实现的：
第一方面，本发明涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料，包含具有以下重量份的各组分：
优选地，所述PC树脂的相对分子量为22000～30000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃。
优选地，所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，其相对分子量为100000～180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10～55％，丙烯腈重量百分比含量为15～32％，苯乙烯重量百分比含量为30～70％。
优选地，所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土。
优选地，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷。
优选地，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
优选地，所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
第二方面，本发明还涉及上述低气味PC/ABS增强合金材料的制备方法，包括如下步骤：
a、将所述PC树脂、ABS树脂、硅藻土、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到低气味PC/ABS增强合金材料。
优选地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220～280℃，螺杆转速为300～600rpm，真空压力为0.06～0.08MPa。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明的方法简单易行，所使用的硅藻土，来源广泛且价格低廉，具有比表面积大和多孔结构的特点，不仅启到填充材料增强的作用，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，降低了PC/ABS合金的气味。
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。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例及对比例中PC树脂选用陶氏的PC-200-3，ABS树脂选用上海高桥石化的ABS8434，硅藻土来自于国药集团化学试剂有限公司，抗氧剂为Ciba公司的Irganox168，润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸。滑石粉选用力拓的R7。炭黑采用卡博特的black880。
对比例1
本对比例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
对比例2
本对比例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
对比例3
本对比例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例1
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
上述硅藻土为经甲基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂改性的硅藻土。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例2
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
上述硅藻土为经甲基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂改性的硅藻土。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例3
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
上述硅藻土为经乙基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂改性的硅藻土。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例4
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
上述硅藻土为经乙基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂改性的硅藻土。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例5
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
所用的硅藻土没有经过偶氮偶联剂处理。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例6
本实施例涉及一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：
上述硅藻土为经乙基三乙氧基硅烷硅烷偶联剂改性的硅藻土。
(2)将原材料加入混合搅拌机中进行混合，将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，在220～280℃C下熔融挤出，螺杆挤出机转速为400rpm，真空压力0.06MPa。
实施例7、性能测试
对以上实施例和对比例制得的PC/ABS增强合金材料按如下方法进行性能测试，结果如表1所示。
弯曲性能测试按照ISO78进行，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm。
简支梁冲击强度按ISO179进行。
材料的气味特性按德国大众汽车公司PV3900进行测试，试样质量为40-60g，容器容量为1升。根据标准规定分为6级：1级：无气味；2级：有气味，但无干扰性气味；3级：有明显气味，但无干扰性气味；4级：有干扰性气味；5级：有强烈干扰性气味；6级：有不能忍受的气味。
材料的总碳散发特性按德国大众汽车公司的PV3341，用毛细管气相色谱仪测试，总碳值越大，散发特性越差。
表1
由表1可知：加入偶氮偶联剂处理后的硅藻土，不仅可以很好地增强PC/ABS，而且易配色，气味低，挥发值低。此外，本发明的低气味PC/ABS增强合金材料中PC树脂不限于以上实施例中的PC-200-3，可以是相对分子量为17000～30000g/mol，玻璃化温度为140～150℃的任意PC树脂。ABS树脂不限于以上实施例中的ABS8434，可以是相对分子量为100000～180000g/mol的任意AB8树脂。抗氧剂不限于以上实施例中的Irganox168，可以是四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合。润滑剂不限于季戊四醇硬脂酸，可以为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
综上所述，本发明的方法简单易行，所使用的硅藻土，来源广泛且价格低廉，具有比表面积大和多孔结构的特点，不仅启到填充材料增强的作用，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，降低了PC/ABS合金的气味。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种低气味PC/ABS增强合金材料，其特征在于，由具有以下重量份的各组分组成：
所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土；
所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、或乙基三乙氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的低气味PC/ABS增强合金材料，其特征在于，所述PC树脂的相对分子量为22000～30000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃。
3.根据权利要求1所述的低气味PC/ABS增强合金材料，其特征在于，所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，所述ABS树脂的相对分子量为100000～180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10～55％，丙烯腈重量百分比含量为15～32％，苯乙烯重量百分比含量为30～70％。
4.根据权利要求1所述的低气味PC/ABS增强合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的低气味PC/ABS增强合金材料，其特征在于，所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
6.一种如权利要求1所述的低气味PC/ABS增强合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将所述PC树脂、ABS树脂、硅藻土、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；
b、将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到所述低气味PC/ABS增强合金材料。
7.根据权利要求6所述的低气味PC/ABS增强合金材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220～280℃，螺杆转速为300～600rpm，真空压力为0.06～0.08MPa。
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