CN103265802A - 一种改进的耐寒聚碳酸酯和abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金及其制备方法，其特征在于：按重量份数计其组成为：75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂，余为杂质，且所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种，其制备方法包括将前述组份置入高速搅拌机中搅拌均匀，并送入螺杆挤出机进行挤出造粒，相对现有技术本发明降低了成本并具有良好的耐寒性。

Description

一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金及其制备方法，特别涉及一种户外通信柜用耐寒聚碳酸酯和ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯又称PC，PC和ABS的合金可以克服两种原料自身的缺点，发扬对方的优点，将两者共混后，其一可以提高ABS的耐热性、冲击和拉伸强度，其二可以降低聚碳酸酯熔体粘度，改善加工性能，降低了PC缺口敏感性，改善了PC应力开裂状况，降低了生产成本。特别是由于PC和ABS合金提供了更好的总体成本和优良的低温缺口冲击强度使得PC和ABS合金得到迅速发展和应用，近年来，PC和ABS合金作为耐寒结构材方面，亦有发明人作了许多有益的尝试，中国发明专利ZL201110188106.5就公开了一种作为耐寒结构材的PC和ABS合金，ZL201110188106.5公开的这种可作为耐寒结构材的PC和ABS合金，其原料按重量份数计各组分组成为：聚碳酸酯(PC)为 25～50份；聚碳酸酯(PC)再生料为20～50份； ABS再生料为20～30份；MBS为5～10份；磷酸三苯酯 5～8份；FR2025防火剂为0.3～0.5份；二氧化钛0.5～2份；抗氧剂1010为0.l～0.5份；抗氧剂168为0.l～0.5份；抗紫外线剂UV-531为0.1～0.5份；扩散粉EBS为0.03～0.08份；群青蓝色粉为0.02～0.06份；氧化铁红色粉为0.02～0.04份；耐高温荧光黄色粉为 0.005～0.01份；耐寒剂为2～5份。
所述聚碳酸酯(PC)为市售的任何一种聚碳酸酯原料。
所述聚碳酸酯再生料为任何一种聚碳酸酯再生料均可，如聚碳酸酯次料、次品或回收品等。
所述ABS再生料为任何一种ABS再生料均可，如ABS次料、次品或回收品等。
所述MBS是甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物的英文缩写，起到增韧的作用，亦即为增韧剂，为市售的任何一种MBS。
所述耐寒剂为美国罗门哈斯公司生产的耐寒剂2602,所述耐寒剂本质上亦为增韧剂。
所述磷酸三苯酯的英文缩写是TPP，起到克服ABS的易燃性，提高聚合物阻燃性的作用，亦即为阻燃剂，为市售的任何一种磷酸三苯酯。
所述FR2025防火剂为市售产品，FR2025亦即为阻燃剂。
所述二氧化钛在本发明中，起到消杂色、增白的作用，使得产品的色泽更合适。
所述抗氧剂1010和抗氧剂168均为市售产品，起到抗热、抗氧老化的作用。
所述抗紫外线剂UV-531为市售产品，起到使合金提高抗老化、吸收紫外线的作用。
所扩散粉EBS为市售产品，起到润滑、扩散的作用。
所述群青蓝色粉、氧化铁红色粉和耐高温荧光黄色粉的作用是搭配一起调色作用。
所述耐寒剂（低温增韧剂）的作用主要是提高合金整体的耐寒性，提高合金在低温下的冲击强度及稳定性。
其制备方法为按照上述原料配方，将PC、PC再生料、ABS再生料、MBS、磷酸三苯酯、FR2025防火剂、二氧化钛、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗紫外线剂UV-531、扩散粉EBS、群青蓝色粉、氧化铁红色粉、耐高温荧光黄色粉和耐寒剂2602混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在220～260℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，收集粒料即得作为耐寒结构材用的聚碳酸酯和ABS合金。
ZL201110188106.5公开的这种可作为耐寒结构材的碳酸酯和ABS合金存在的问题在于组份过于复杂，同时成本亦较高，组份过于复杂带来的问题在于增加了各组份批次和质量的不同导致最终产品性能变劣的风险性，也使得生产过程的控制变得复杂化，成本高的主要因素在于现有技术使用了太多的辅助组份，显然这些有进一步改进的必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金及其制备方法，以解决现有技术存在的问题。
本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于按重量份数计其组成为：75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈－苯乙烯－丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂，余为杂质，且所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
前述耐寒聚碳酸酯和ABS合金的制备方法如下：
按重量份数计取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈－苯乙烯－丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂；
将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1500-2000转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为320-420r/min，挤出机头一区温度为235~245℃，二区温度为240-250℃，三区温度为240-250℃，四区温度为240-250℃，五区温度为240-250℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
其中：
所述抗氧剂选自4，4’－硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β－(3，5－三级丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4－二叔丁基苯基) 、双（2，4－二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β－(3，5二叔丁基－4－羟基苯基) 丙酸) 季戊四醇酯中的至少一种。
所述光稳定剂选自癸二酸双2，2，6，6－四甲基哌啶醇酯、自水杨酸双酚A酯、2－羟基－4正辛氧基－二苯甲酮、2，4－二羟基二苯甲酮及2－(2’－二羟基－3’－叔丁基－5’－甲基苯基)－5－氯苯并三唑中的至少一种。
所述热稳定剂选自季戊四醇酯、硬脂酸、2－羟基－4－正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
与ZL201110188106.5公开的可作为耐寒结构材的碳酸酯和ABS合金相比，本发明的这种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金在组份上主要的变化在于没有使用阻燃剂，同时调整了增韧剂和低温增韧剂复配方案，本发明本质上属于聚碳酸酯和ABS共聚改性，本案发明人发现，在按重量份数计75份的聚碳酸酯（PC）与10份的丙烯腈-苯乙烯－丁二烯（ABS）共聚的状态下，由于聚碳酸酯本身的阻燃性，这样的聚碳酸酯和ABS合金本身已具备十分良好的阻燃性能，已能满足大多数结构材，比如户外通信柜用结构材的阻燃需求，无须再增添加阻燃剂，除非有更进一步的阻燃需求。同时本发明人发现，在按重量份数计75份的聚碳酸酯（PC）与10份的丙烯腈－苯乙烯－丁二烯（ABS）共聚的情况下，所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种来进行复配，相对现有技术选择的美国罗门哈斯公司生产的耐寒剂2602与甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物复配的方案有更好和更稳定的耐寒效果。本发明的这种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金主要是用于户外通信柜，其最终产品的外表颜色最要靠涂装形成，为此在本发明中与调色相关的组份亦被取消。
本发明的这种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，由于组份相对简单，聚碳酸酯和ABS的按重量计组份比固定，亦没有采用再生料，为此制备方法较为简单，挤出机头各区的温度范围相对现有技术为小，同时温度范围的最高温度要远低于现有技术，这有利于防止过高温度导致的碳酸酯和ABS合金性能变劣，采用本发明的按重量计组份，采用本发明的制备方法进行生产，最终得到的本发明的这种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，在-40℃条件下仍保持极强的冲击强度和长久的使用寿命，其它方面的综合机械物理性能与现有技术的相当，另外，总体材料成本较现有技术降低了12.5%左右，显然本发明的目的得以实现。
具体实施方式
以下将结合本发明较佳实施例对本发明作进一步说明。
作为本发明的例示性实施方式，本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于按重量份数计其组成为：75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂，余为杂质，且所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
前述耐寒聚碳酸酯和ABS合金的制备方法如下：
按重量份数取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯－丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂，且所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1500~2000转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为320~420r/min，挤出机头一区温度为235~245℃，二区温度为240~250℃，三区温度为240~250℃，四区温度为240~250℃，五区温度为240~250℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
其中：
所述抗氧剂选自4，4’－硫代双(6－叔丁基－3－甲基苯酚)、β－(3，5－三级丁基－4－羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4－二叔丁基苯基) 、双（2，4－二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β－(3，5二叔丁基－4－羟基苯基) 丙酸) 季戊四醇酯中的至少一种。
所述光稳定剂选自癸二酸双2，2，6，6－四甲基哌啶醇酯、自水杨酸双酚A酯、2－羟基－4正辛氧基－二苯甲酮、2，4－二羟基二苯甲酮及2－(2’－二羟基－3’－叔丁基－5’－甲基苯基)－5－氯苯并三唑中的至少一种。
所述热稳定剂选自季戊四醇酯、硬脂酸、2－羟基－4－正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
以下为具体的较佳实施例：
实施例一：本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，按重量份数计其组成如下表所示：
Figure 673222DEST_PATH_IMAGE001
按重量份数取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈－苯乙烯－丁二烯（ABS），5份的苯乙烯丁二烯共聚物（SBS）、5份的甲基丙烯酸甲酯－丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）、0.5份的β－(3，5－三级丁基－4－羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、0.5份的2，4－二羟基二苯甲酮、0.5份的季戊四醇酯，将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1800转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为2450℃，五区温度为245℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
性能测试结果：
A、常温条件下静置40小时后测试
Figure 554459DEST_PATH_IMAGE002
B、-40℃静置40小时后测试
Figure 206020DEST_PATH_IMAGE003
显然本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金有较好综合机械性能，以及优良的耐寒性能。
实施例二：本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，按重量份数计其组成如下表所示：
制备方法如下：
按重量份数取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈－苯乙烯－丁二烯（ABS），5份的苯乙烯丁二烯共聚物（SBS）、8份的甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（MBS）、2份的β-(3，5－三级丁基－4－羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、2份的2，4－二羟基二苯甲酮、2份的季戊四醇酯，将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1800转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为240℃，二区温度为248℃，三区温度为248℃，四区温度为248℃，五区温度为248℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
 性能测试结果：
A、常温条件下静置40小时后测试
Figure 584229DEST_PATH_IMAGE005
B、-40℃静置40小时后测试
Figure 319972DEST_PATH_IMAGE006
本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金在－40℃静置40小时后测试，性能参数上只有拉伸强度和断裂伸长率稍有下降，同时随着光稳定剂和热稳定剂组份数的增加，耐候性有所提高，总体仍保持较好的综合机械性能和好的耐寒性能。
实施例三：本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，按重量份数计其组成如下表所示：
Figure 408014DEST_PATH_IMAGE007
制备方法如下：
按重量份数取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯－丁二烯（ABS），2份的苯乙烯丁二烯共聚物（SBS）、2份的甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物（MBS）、10份的β－(3，5－三级丁基－4－羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、4.5份的2，4－二羟基二苯甲酮、4.5份的季戊四醇酯，将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1800转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入双螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为400r/min，挤出机头一区温度为240℃，二区温度为250℃，三区温度为248℃，四区温度为250℃，五区温度为250℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
性能测试结果：
A、常温条件下静置40小时后测试
Figure 612731DEST_PATH_IMAGE008
 B、-40℃静置40小时后测试
Figure 811631DEST_PATH_IMAGE009
本较佳实施例的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，由于增韧剂和低温增韧剂取相对组份数较小，为此常温以及在-40℃静置40小时后测试出的拉伸强度和断裂伸长率指标均下降，其它性能参数上只有拉伸强度和断裂伸长率稍有下降，同时随着光稳定剂和热稳定剂组份数的增加，耐候性有所提高，总体仍保持较好的综合机械性能和好的耐寒性能。

Claims (5)

1.一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于按重量份数计其组成为：75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯－丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂，余为杂质，且所述低温增韧剂为丙烯酸接枝聚烯烃弹性体、甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物中的至少一种，所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于所述抗氧剂选自4，4’－硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β－(3，5-三级丁基－4－羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4－二叔丁基苯基) 、双（2，4－二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β－(3，5二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸) 季戊四醇酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于所述光稳定剂选自癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、自水杨酸双酚A酯、2-羟基－4正辛氧基－二苯甲酮、2，4－二羟基二苯甲酮及2－(2’－二羟基－3’－叔丁基－5’－甲基苯基)－5－氯苯并三唑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金，其特征在于所述热稳定剂选自季戊四醇酯、硬脂酸、2－羟基－4－正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
5.一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按重量份数计取75份的聚碳酸酯（PC）、10份的丙烯腈-苯乙烯－丁二烯（ABS），1~10份的增韧剂、1~10份的低温增韧剂、0.5~5份的抗氧剂、0.5~5份的光稳定剂、0.5~5份的热稳定剂；
将备好的料置入高速搅拌机中，搅拌速度1500-2000转/分钟，使各组分充分混合均匀形成混合料；
将形成的混合料送入螺杆挤出机进行挤出造粒，转速为320~420r/min，挤出机头一区温度为235~245℃，二区温度为240~250℃，三区温度为240~250℃，四区温度为240~250℃，五区温度为240~250℃，挤出后即得本发明的一种改进的耐寒聚碳酸酯和ABS合金。
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