CN104788932B - 热稳定性优异的抗静电pc/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料及其制备方法；所述PC/ASA合金材料包含按一定重量份数计的以下组分PC树脂、ASA树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂。所述合金的制备方法包括如下步骤：将各种树脂和助剂加入混合搅拌机中进行混合后，通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，将高压惰性气体从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品，制得热稳定性优异的抗静电PC/ASA树脂。本发明所提供的抗静电PC/ASA组合物，促进了抗静电剂的分散，同时惰性气体的存在，减少了PC和抗静电剂之间的酯交换，提高了材料的热稳定性。

Description

热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ASA合金材料由于其优异的抗冲击、耐热性。与PC/ABS相比，PC/ASA具备更优异的耐候性能和耐化学品性，被广泛应用与汽车和电子产品等领域。
PC和ASA树脂是良好的电气绝缘性材料，具有很高的体积电阻率和表面电阻率，在使用时易产生静电积累，导致吸尘影响了制品的美观和卫生，电击损坏了产品的性能，严重时产生电火花导致爆炸等严重事故。
通常热塑性树脂获得抗静电性能的方法有三种，采用导电聚合物或者是导电填料填充，或者采用有机抗静电剂共混，或者是对成型的制件表面涂覆防静电层。
近年来，有关抗静电剂的研究很多，在PC/ASA中添加抗静电剂虽然具有抗静电效果，但是添加量多，在加工过程中易产生酯交换、热氧老化和降解等复杂反应，导致材料的机械性能和热稳定性降低。
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热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料，其包含有以下重量份的组分：
所述PC树脂的数均相对分子量为15000～30000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃。
作为优选方案，所述ASA树脂中的橡胶含量为30～70wt％。
作为优选方案，所述的抗静电剂是永久性抗静电剂，包括具有抗静电作用的软段和树脂中分散的硬段聚合物的嵌段共聚物。
作为优选方案，所述的具有抗静电作用的软段为聚醚酰胺，聚醚酯酰胺或聚醚酯，所述的硬段指的是含聚亚烃基的氧化物，包括聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇或环氧乙烷的嵌段或无规共聚物。
作为优选方案，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐。
作为优选方案，所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
作为优选方案，所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、脂肪酸盐、硬脂酸钙脂肪酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、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。
一种如本发明所述热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料的制备方法，其包括如下步骤：
a、将PC树脂、ASA树脂、增韧剂、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的主喂料口喂入；
c、将抗静电剂熔融后通入高压惰性气体，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
作为优选方案，所述双螺杆挤出机的机筒温度为200～260℃，螺杆转速为200～600rpm。
作为优选方案，所述的惰性气体是二氧化碳、氮气、氩气中的一种或几种，所述的惰性气体温度超过31℃，压力高于7.4MPa，优选为7.4～20MPa。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：通过侧喂高压气体和抗静电剂，高压气体向PC/ASA树脂扩散时，促进了抗静电剂的分散，同时惰性气体的存在，减少了PC和抗静电剂之间的热氧老化和酯交换反应，提高了材料的热稳定性，获得了热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例及对比例中选用的PC用帝人旭化成的L-1250Y，ASA用韩国kumho公司的XC-400，抗静电剂用市售的抗静电剂，增韧剂用陶氏公司的EXL2691A，抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1076和Irganox 168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸。
对比例1
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA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：PC：40份，ASA：30份，抗静电剂：25份，增韧剂：5份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂：0.3份。
(2)将原材料从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例2
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA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：PC：87份，ASA：5份，抗静电剂：5份，增韧剂：3份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂：0.3份。
(2)将原材料从主喂料口喂入，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例1
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA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：PC：40份，ASA：30份，抗静电剂：25份，增韧剂：5份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂：0.3份。
(2)将抗静电剂熔融后通入二氧化碳气体，通入的二氧化碳气体温度为35℃，压力为8MPa；
(3)将抗静电剂和二氧化碳的共混物用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，挤出温度为200～260℃，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例2
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA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：PC：60份，ASA：20份，抗静电剂：15份，增韧剂：5份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂：0.3份。
(2)将抗静电剂熔融后通入二氧化碳气体，通入的二氧化碳气体温度为35℃，压力为20MPa；
(3)将抗静电剂和二氧化碳的共混物用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，挤出温度为200～260℃，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例3
一种热稳定性优异的抗静电PC/ASA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：PC：70份，ASA：18份，抗静电剂：10份，增韧剂：2份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂：0.3份。
(2)将抗静电剂熔融后通入二氧化碳气体，通入的二氧化碳气体温度为35℃，压力为5MPa；
(3)将抗静电剂和二氧化碳的共混物用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，挤出温度为200～260℃，螺杆挤出机转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例4实施效果
制备样条前，充分干燥粒子，制备样条后放置24h后测试。
使用海天注塑机进行注射各类测试样条和色板。
表面电阻率按照ASTM D257标准进行；
体积电阻率按照ASTM D257标准进行；
Izod冲击强度按照ISO-180标准进行，温度为23℃；
热稳定性能测试如下：注塑高光色板，尺寸为100*100*3，在注塑机中260℃停留10min，观察表面。
表1 实施例1～3及对比例1～2产品测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
Izod缺口冲击(KJ/m2) 34 65 57 20 45
表面电阻率(Ohms/sq) 2.1E+11 1.1E+10 7.7E+10 3.9E+11 3.3E+13
体积电阻率(Ohms-cm) 3.4E+11 1.3E+10 8.5E+10 5.2E+11 4.7E+13
热停留后样板表面 ★★ 无银丝 ★ ★★★ ★★
注：★越多表示表面银丝越多
由表1可知，实施例2冲击优异，电阻率低，热停留后表面无银丝，热稳定性好。在抗静电剂熔体中通入高压的惰性气体，使用高压注射泵将其从挤出机的喂料口注入，高压气体向PC/ASA熔体扩散时，过控制高压气体的压力，当压力高于7.4MPa时，处于临界状态，促进了抗静电剂的分散。同时惰性气体的存在，减少了PC和抗静电剂之间的热氧老化和酯交换反应，提高了材料的热稳定性，获得了热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料。
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 (8)

1.一种制备热稳定性优异的抗静电PC/ASA合金材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将PC树脂、ASA树脂、增韧剂、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的主喂料口喂入；
c、将抗静电剂熔融后通入高压惰性气体，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到产品；
其中，PC树脂、ASA树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂的重量份数分别为：60份、20份、15份、5份、0.1份、0.1份、0.3份；
所述PC树脂的相对数均分子量为15000～30000g/mol，其玻璃化温度为140～150℃；
所述的惰性气体是二氧化碳，所述二氧化碳温度为35℃，压力为20MPa。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的机筒温度为200～260℃，螺杆转速为200～600rpm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ASA树脂中的橡胶含量为30～70wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的抗静电剂是永久性抗静电剂，包括具有抗静电作用的软段和树脂中分散的硬段聚合物的嵌段共聚物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的具有抗静电作用的软段为聚醚酰胺，聚醚酯酰胺或聚醚酯，所述的硬段指的是含聚亚烃基的氧化物，包括聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇或环氧乙烷的嵌段或无规共聚物。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硅烷聚合物、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、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。
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