CN103554870A - 一种聚碳酸酯/abs合金组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚碳酸酯/ABS合金组合物，其特征在于：其包括以质量分数计的如下组分：聚碳酸酯30～85％，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物10～65％，聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐5～29％，抗氧剂0.2～1.0％，润滑剂0.1～0.5％，其他助剂0～2.0％。该复合材料具有机械性能和加工性能。本发明同时提供了一种制备聚碳酸酯/ABS合金组合物的方法，该方法具有工艺流程短，产品质量高的优点。

Description

一种聚碳酸酯/ABS合金组合物及其制备方法
【技术领域】
本发明高分子材料领域，尤其是涉及一种聚碳酸酯／ABS合金组合物及其制备方法。 
【背景技术】
聚碳酸酯(PC)作为一种热塑性工程塑料，具有优良的综合性能，是一种具有优异综合性能的工程塑料，其产量仅次于尼龙。PC透明度好，耐热性高，光稳定性好，尺寸稳定性好，是韧性最好的工程塑料，但是它对缺口敏感，产品内应力大，熔融粘度高，流动性差，成型困难。 
ABS树脂虽然耐热性、耐候性差，力学性能不够理想，但却具有良好的耐冲击性和加工流动性，刚好弥补了PC存在的熔体粘度大、加工成型困难、价格昂贵等缺点。是一种具有优良的耐冲击性能和良好的成型加工性能的通用热塑性树脂，它具有较高的性能／价格比，易于电镀、机械加工，尺寸稳定性好。 
PC／ABS合金综合了PC和ABS两者的优点，既具有良好的成型性能和低温韧性又具有较高的热变形温度及光稳定性，是一种重要的工程塑料合金。这种材料具有良好的成型流动性能、耐低温冲击性能以及光稳定性，较高的热变形温度。这类合金可用于成型大面积及复杂的制品，具有十分广阔的应用前景。但是随着经济的不断提高，厂家对PC／ABS合金的要求越来越高，尤其是对PC／ABS的机械性能和加工性能的要求日渐提高，现有技术中所提供的PC／ABS合金组合物也 越来越无法满足需求，因此发明具备较好机械性能和加工性能的PC／ABS合金变得尤为重要。 
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有良好的机械性能和加工性能的PC／ABS合金组合物及其制备方法。 
为解决上述技术问题，本发明所一方面提供了一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，所采取的技术方案如下： 
一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，具体包括按照质量百分数计的以下组分： 
聚碳酸酯30～85％，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物10～65％，聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐5～29％，抗氧剂0.2～1.0％，润滑剂0.1～0.5％，其他助剂0～2.0％。 
作为本发明进一步的改进，所述的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)，其重量配比为苯乙烯含量30-65％，丙烯腈含量20-35％，丁二烯含量10-50％，ABS为乳液聚合或本体聚合均可； 
作为本发明进一步的改进，所述的POE接枝马来酸酐由以下重量配比的原料制成：POE90～95％，马来酸酐2.4～4.6％，引发剂0.16～2.2％，亚磷酸酯类化合物.6％； 
所述的引发剂采用过氧化二苯甲酰BPO、偶氮二异丁腈、过氧化异辛酯叔丁、酯过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯(DCP)或2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧化)己烷，优选的为过氧化二苯甲酰BPO。 
所述亚磷酸酯类化合物选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基烷基酯、亚磷酸一苯基酯或亚磷酸三烷基酯中的一种。 
作为本发明进一步的改进，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。 
作为本发明进一步的改进，所述的润滑剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺、芥酸酰胺、高纯油酸酰胺、茶油油酸酰胺、动物油酸酰胺中的一种或两种以上； 
作为本发明进一步的改进，所述的其它助剂是加工助剂、阻燃剂、脱模剂、光稳定剂、增韧剂、着色剂的一种。 
本发明的另一方面提供了一种聚碳酸酯／ABS合金材料的制备方法，具体包括如下步骤： 
(1)按重量配比称取原料； 
(2)将POE接枝马来酸酐、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、抗氧剂、润滑剂或可选择的其他助剂进行预混合，得到混合物料； 
(4)将混合物料加入双螺杆挤出机熔融共混后挤出，造粒即得聚碳酸酯／ABS合金材料。 
作为本发明进一步的改进，所述步骤(2)中所述的B双螺杆挤出机的螺杆长径比为35～45：1，温度为220～260℃。 
作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)中的POE接枝马来酸酐可通过以下方法制备：先将POE、马来酸酐、引发剂预混合，将混合物从A双螺杆挤出机的第一区加料口加入，亚磷酸酯类化合物从料 筒的第二区加料口加入。 
作为本发明的进一步改进，所述A双螺杆挤出机的温度控制为：一区温度130-135℃，二区温度150-170℃，三区温度150-180℃，四区温度180-200℃，主机转速为160转／分钟，长径比为20-32：1。 
本发明中：所述的聚碳酸酯所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，其分子量为10000～30000。所述聚烯烃弹性体POE可以为茂金属催化的乙烯与1-辛烯的共聚物，其中辛烯单体含量20～30％。 
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为： 
本发明采用POE-g-MAH作为PC／ABS的相容剂，制备的PC／ABS合金具有良好的机械性能和加工性能，PC／ABS合金拉伸性能、弯曲性能、和冲击性能都得到明显提高，且材料的加工性能得到改善，能改进喷流、提高熔体强度、降低制品的内应力。 
本发明所提供的聚碳酸酯／ABS合金组合物的优点是具有良好的机械性能和加工性能，耐热性高，适合于注塑成型。 
本发明所提供的聚碳酸酯／ABS合金组合物的制备方法简单，在制备POE-g-MAH时，亚磷酸酯类化合物的加入可以避免POE的交联，提高POE-g-MAH的接枝率。 
【具体实施方式】
以下实施例和对比例进一步描述本发明，但本发明并不限于这些实施例。 
具体实施方式
以下实施例和对比例进一步描述本发明，但本发明并不限于这些 实施例。 
聚碳酸酯为GE公司生产的Lexan141，ABS为BASF公司生产的牌号为GP22，相容剂POE-g-MAH自制。 
抗氧剂选用化学名称为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox1010，瑞士汽巴精化公司生产，辅助抗氧剂选用三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，商品名Irganox168，瑞士汽巴精化公司生产，用量为1010／168=0.1／0.2，润滑剂为N，N’-乙撑双硬脂酰胺(EBS)，市售。 
POE-g-MAH的制备。 
本发明首先涉及POE-g-MAH相容剂的制备，配方组成如下：POE(陶氏Engage8003，辛烯含量30％)94.7％，马来酸酐(MAH)4.5％，引发剂DCP0.3％，亚磷酸三苯酯0.5％。先将POE、马来酸酐、引发剂预混合，将混合物从A双螺杆挤出机的第一区加料口加入，亚磷酸三苯酯从料筒的第二区加料口加入，控制A双螺杆挤出机的温度控制为：一区温度130-135℃，二区温度150-170℃，三区温度150-180℃，四区温度180-200℃，主机转速为160转／分钟，长径比为20-32：1，得到POE-g-MAH。 
实施例1 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥后PC和ABS； 
2)分别称取干燥后的PC5.7公斤，ABS3.8公斤，POE-g-MAH0.5公斤，抗氧剂(1010为10g，168为20克)，润滑剂(EBS50克)， 在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入B双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。 
将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。 
实施例2 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥后PC和ABS； 
2)2)分别称取干燥后的PC4.2公斤，ABS2.8公斤，POE-g-MAH3公斤，抗氧剂(1010为10g，168为20克)，润滑剂(EBS30克)，阻燃剂(溴系阻燃剂20g)，在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入B双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。 
实施例3 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥 后PC和ABS； 
2)分别称取干燥后的PC8.45公斤，ABS1.05公斤，POE-g-MAH0.5公斤，抗氧剂(1010为10g，168为20克)，润滑剂(EBS30克)，在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，B双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。。 
实施例4 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥后PC和ABS； 
2)2)分别称取干燥后的PC3公斤，ABS6.5公斤，POE-g-MAH0.5公斤，抗氧剂(1010为10g，168为20克)，润滑剂(EBS30克)，在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入B双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。 
将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。 
对比例1 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥后PC和ABS； 
2)分别称取干燥后的PC6公斤，ABS4公斤，抗氧剂(1010／168，10／20克)，润滑剂(EBS50克)，在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入B双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。 
对比例2 
1)将PC和ABS在80℃条件下进行真空干燥4小时，得到干燥后PC和ABS； 
2)2)分别称取干燥后的PC5.7公斤，ABS3.8公斤，POE0.5公斤，抗氧剂(1010／168，10／20克)，润滑剂(EBS50克)，在预混机中(200转／分钟)进行预混合，得到混合物料； 
3)将混合物料加入B双螺杆挤出机侧喂料口喂入，在220～260℃下熔融共混后挤出，双螺杆挤出机的转速为400rpm，压力为15MPa，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。经熔融挤出，造粒即得产品。 
将上述得到的颗粒状PC／ABS合金加入至注塑机中注塑成型，得 到抗冲击样条及拉伸样条，最终的性能测试数据详见表1。将实施例1～4以及对比例1～2制备的抗冲击样条及拉伸样条，进行性能测试，按照GB／T1843-2008进行冲击性能测试，按照GB／T1040-2006进行拉伸强度的测试，按照GB／T9341-2008进行弯曲强度测试，其测试结果如表1所示。 
表1 
Figure BSA0000096650360000091
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：其包括以质量分数计的如下组分： 
聚碳酸酯30～85％，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物10～65％，聚烯烃弹性体POE接枝马来酸酐5～29％，抗氧剂0.2～1.0％，润滑剂0.1～0.5％，其他助剂0～2.0％。 
2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：所述的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)，其重量配比为苯乙烯含量30-65％，丙烯腈含量20-35％，丁二烯含量10-50％，ABS为乳液聚合或本体聚合均可。 
3.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：所述的POE接枝马来酸酐由以下重量配比的原料制成：POE90～95％，马来酸酐2.4～4.6％，引发剂0.16～2.2％，亚磷酸酯类化合物0.3～.6％。 
4.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：，所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯。 
5.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：所述的润滑剂为单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双-12-羟基硬脂酰胺、芥酸酰胺、高纯油酸酰胺、茶油油酸酰胺、动物油酸酰胺中的一种或两种以上。 
6.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯／ABS合金组合物，其特征在于：所述的其它助剂是加工助剂、阻燃剂、脱模剂、光稳定剂、 增韧剂、着色剂的一种。 
7.一种如权利要求1-6任一项所述的聚碳酸酯／ABS合金材料的制备方法，具体包括如下步骤： 
(1)按重量配比称取原料； 
(2)将POE接枝马来酸酐、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、抗氧剂、润滑剂或可选择的其他助剂进行预混合，得到混合物料； 
(4)将混合物料加入B双螺杆挤出机熔融共混后挤出，造粒即得聚碳酸酯／ABS合金材料。 
8.根据权利要求7所述的一种聚碳酸酯／ABS合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的B双螺杆挤出机的螺杆长径比为35～45：1，温度为220～260℃。 
9.根据权利要求7所述的一种聚碳酸酯／ABS合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的POE接枝马来酸酐可通过以下方法制备：先将POE、马来酸酐、引发剂预混合，将混合物从A双螺杆挤出机的第一区加料口加入，亚磷酸酯类化合物从料筒的第二区加料口加入。 
10.根据权利要求9所述的一种聚碳酸酯／ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述A双螺杆挤出机的温度控制为：一区温度130-135℃，二区温度150-170℃，三区温度150-180℃，四区温度180-200℃，主机转速为160转／分钟，长径比为20-32：1。 
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