CN105176046A

CN105176046A - 一种改性pc-abs合金塑料及其制备方法

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Publication number: CN105176046A
Application number: CN201510705720.2A
Authority: CN
Inventors: 丁龙龙; 王美晓; 孙辉; 刘冬丽; 王红霞; 马颖江; 谭新宪; 李涛
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分按重量份计：PC树脂45～65份、AS树脂5～40份、高胶粉5～19份、相容剂4～7份、抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.2～0.5份。本发明提供的PC-ABS合金具有优异的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度以及冷热环境下尺寸稳定性好等特点，同时还能根据产品要求只改变其中某一项性能而不影响制件的其它性能。

Description

一种改性PC-ABS合金塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料领域，具体是一种改性PC-ABS合金塑料及其制备工艺，尤其涉及一种空调导风板的材料及其制备工艺。

背景技术

PC树脂，又称聚碳酸酯，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，同时是一种线型碳酸聚酯。根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。PC树脂具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等性能，但存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、容易磨损、耐化学药品性差、价格偏高等问题；ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯；其是一种热塑性树脂,具有较好的耐化学腐蚀性，良好的加工性以及较高的性价比；本发明中高胶粉是指含胶量大于55％的聚丁二烯橡胶粉。

PC-ABS合金可综合PC树脂和ABS树脂的优良性能，一方面可提高ABS的耐热性和拉伸强度，另一方面可降低PC的熔体粘度，改善加工性能，提高PC耐应力开裂性，减少制品内应力，提高冲击强度，降低冲击对厚度和缺口的敏感性。同时，还可以降低成本。

空调导风板位于空调出风口处，用于控制出风角度或风向流动。由于其长期处于低温风或高温风的冲击、不断的活动、静电作用以及冷热环境的变化中，非常容易老化、变形，从而影响空调的出风精准度，甚至导致空调无法正常的运行。因此，需具有高加工性能、高强度和韧性、热稳定性好的PC-ABS合金材料。单纯的PC树脂、ABS树脂及直接采用的PC树脂与ABS树脂互配均无法满足空调导风板的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高流动性、高强度、热稳定性好的改性PC-ABS合金；

本发明的另一个目的是提供上述改性PC-ABS合金的制备方法；

本发明的又一目的是提供一种使用上述材料制造的空调导风板。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分按重量份计：PC树脂45～65份、AS树脂5～40份、高胶粉5～19份、相容剂4～7份、抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.2～0.5份。

作为优选方案，上述的改性PC-ABS合金塑料，其配方组分按重量份计：PC树脂51-65份、AS树脂20.5-30份、高胶粉9-14份，相容剂4～7份，抗氧剂0.15-0.3份，润滑剂0.2～0.5份。

作为最佳配方，上述的改性PC-ABS合金塑料，其配方组分按重量份计：PC树脂65份、AS树脂20.5份、高胶粉5份，相容剂4份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.2份。

所述PC树脂为单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的PC树脂混合；优选高强度高韧性树脂或者两类树脂混合；进一步优选拉伸强度大于60Mpa、冲击强度大于60KJ/m²树脂的混合。

所述AS树脂为单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的AS树脂混合；优选高拉伸强度树脂或者两类树脂混合针；进一步优选拉伸强度大于70Mpa树脂的混合。

所述高胶粉为单一型号或者两种及以上不同力学性能的高胶粉混合；优选高胶含量和/或两类胶粉混合，进一步优选含胶量大于55％的两类高胶粉的混合。

所述相容剂为ABS接枝物、MA反应增容、丙烯酸类共聚物中的一种或几种互配；

优选的，所述ABS接枝物为马来酸酐，所述MA反应增容为聚苯乙烯马来酸酐接枝共聚物；所述丙烯酸类共聚物为苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；

进一步优选的，所述相容剂为ABS接枝物：丙烯酸类共聚物按1：2的重量比互配而成。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种的互配。优选按抗氧剂1010：抗氧剂168：抗氧剂1076为2：2：1的重量比互配而成。

所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、酰胺蜡或聚烯烃蜡类润滑剂中的一种或几种的混合；优选按硬脂酸盐：聚烯烃蜡为1：1的重量比混合。

上述的改性PC-ABS合金塑料的制备方法，将各配方组分加入高速混合机混合2～5分钟，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，即可。

优选的，挤出加工温度为180-235℃。

一种空调导风板，其材料为上述改性PC-ABS合金塑料。

本发明机理：

ABS树脂是由树脂相AS和橡胶相PS的两相不均匀的聚合的三元聚合物，其单体为丁二烯、丙烯腈和苯乙烯。三种单体在ABS树脂中体现出不同的作用：丁二烯具有优异的耐冲击强度，特别是在低温下，有很好的抗冲击强度，而且热变形温度高；丙烯腈具有介电性能、耐化学药品性、耐油性；苯乙烯具有加工适应性好的特点，注射成型、挤出成型、模压成型等所有的加工方法都可以，而且尺寸稳定性好，耐碱性、耐应力开裂性也好。ABS树脂综合上述单体的优良性能，但由于丁二烯中的双键作用，使得ABS树脂耐候性能欠缺。

PC与ABS具有一定的相容性，但是，PC与ABS的相容性受两组分的型号、配比及加工工艺等因素影响很大。为了有效改善界面相容性，最有效方法是在共混体系中加入相容剂。

AS树脂学名丙烯腈-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-styrenecopolymer)，由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物。具有高光泽、高透明、高冲击、良好的耐热性和机械性能。刚性大，具有较高的化学稳定性，耐水、耐油、耐酸、耐碱、耐醇类。耐候性中等，脆性较大。

高胶粉又称橡胶粉，添加高胶粉时有个脆韧转化点，即不添加到一定量，没有效果，但到了转化点以后，增韧效果不明显，继续添加对产品流动性影响不大，反而起到副作用。

相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂。所谓相容剂在热力学本质上可以理解为界面活性剂，但在高分子合金体系中使用的相容剂一般具有较高的分子量，在不相容的高分子体系中添加相容剂并在一定温度下经混合混炼后，相容剂将被局限在两种高分子之间的界面上，起到降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使体系最终形成具有宏观均匀微观相分离特征的热力学稳定的相态结构。分为非反应型相容剂和反应型相容剂。

抗氧剂1010，其化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，为白色结晶粉末，化学性状稳定，属于酚类抗氧剂。抗氧剂1010对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延长制品的使用期限。抗氧剂1010挥发性小，耐抽出性好、热稳定性高、持效性长，不着色，不污染、无毒，能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。.抗氧剂1010是一种多元受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性。

抗氧剂1076，其化学名为：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，耐热和耐水抽出性好，溶于苯、丙酮、环己烷等，微溶于甲醇，不溶于水。

抗氧剂168，中文名称为：三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为低挥发性有机合成抗氧阻聚剂。

抗氧剂168为辅助抗氧剂，本发明将其与抗氧剂1010、抗氧剂1076并用，针对本发明掺有AS和高胶粉的改性PC-ABS合金具有突出的协同效应，可有效抑制聚合物的热降解和氧化降解。

润滑剂之所以能起润滑作用，是因为它的加入，降低了塑料熔体的摩擦。润滑剂可以改善聚合物的挤出性能，提高产物的表面光滑度，降低设备能耗，有助于相容剂在树脂中的均匀分散，从而更好的增加聚合物间的界面活性。

本发明根据各组分的特点，经过深入的探索发现，现有的PC-ABS合金塑料中，当PC树脂含量较高时，PC包裹AS树脂颗料，而AS又包含接枝的ABS树脂中的PB相，同时接技的PB相中又含有AS树脂颗粒，材料在受到冲击或产生应力时，会诱发大量的银纹和剪切带，可以提高PC-ABS合金塑料的抗冲击能力，但是加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、容易磨损；当ABS含量超过50％后，共混体系发生相反转，ABS成为连续相，PC成为分散相，材料的冲击强度会下降。在这种基础上，本发明在PC-ASB合金塑料两主组分的基础上，巧妙的加入合适量的AS树脂和高胶粉来代替ABS树脂，本质成分不变，但却可以根据产品要求调整ABS树脂中两组分的配比，来灵活实现产品需要的某一种主要性能：如高流动行、高韧性、高热稳定性等。同时调整相容剂、抗氧剂及润滑剂，使其适应这种复合聚合物共混的界面特点及反应原理，共同的协同作用下，达到了突出的显著特点(具体性能数据参见实施例)。

本发明优点：

本发明提供一种高流动性、高强度、热稳定性好的PC-ABS合金塑料及其制备方法。本发明制得的PC-ABS合金具有优异的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度以及冷热环境下尺寸稳定性好等特点，同时还能根据产品要求只改变其中某一项性能而不影响制件的其它性能。如：当需要提高产品的流动性能而不影响其它性能时，可通过减少配方中高胶粉的配比来实现，此时相对应的PC树脂和AS树脂含量会提高，以此来保证了合金材料的性能的同时，还能巧妙的提高材料的流动性能。

本发明制备工艺简单，成本低。根据本发明方法能得到高拉伸强度、高冲击强度、热稳定性好且加工性能优良的合金材料，可以在通用注塑机上注塑出大型制件，注塑成型的合金材料制件可以应用于导风板等冷热交替环境下的运动部件。同时，本发明还提供了采用上述PC-ABS合金塑料的空调导风板，提高了空调导风板的耐候性，延长了空调导风板的寿命。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

对比例1：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺为：将树脂及其它辅料加入高速混合机混合2～5分钟，然后经过双螺杆挤出机进行造粒，挤出加工温度180-235℃。

对比例2：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同对比例1。

实施例1：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

实施例2：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

实施例3：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

实施例4：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

实施例5：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

实施例6：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

实施例7：

一种改性PC-ABS合金塑料，其配方组分参见表1。

其制备工艺同实施例1。

3.结果测试

将对比例1、2以及实施例1～7经改性造粒得到的粒子在210-245℃的注塑机中注塑成型拉伸、弯曲、冲击样条，按国标标准对样条进行性能测试。测试样条在测试前先在(23±2)℃，湿度(50±10)％的环境中放置88h。

拉伸样条尺寸：

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			150±2	10±0.2	4±0.2

弯曲样条尺寸：

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			80±2	10±0.2	4±0.2

冲击样条尺寸：

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)	缺口剩余宽度(mm)
				80±2	10±0.2	4±0.2	8±0.2

热变形样条尺寸：

长度(mm)	宽度(mm)	厚度(mm)
			80±2	10±0.2	4±0.2

测试结果见表1：

表1测试结果

各实施例和对比例中，对于各组分的具体的细化选择不做限定，本领域技术人员根据发明内容所能做出的选择均可适用。

从测试结果分析可以看出：

1)从对比例1、对比例2中可以看到直接用PC树脂与ABS树脂制备合金材料，其力学性能和热稳定性较PC树脂、AS树脂与高胶粉互配制备的合金材料差，特别是冲击强度，PC树脂、AS树脂与高胶粉互配制备的合金材料的冲击强度是PC树脂与ABS树脂制备的合金材料冲击强度的两倍。另一方面，例1和例2材料的流动性能太高，不易加工。

2)从实施例1、实施例2、实施例3中可以看到随着胶量含量的不断提高，虽然合金材料的冲击强度有所提高，但其热稳定性及流动性显著下降。

3)实施例1、4，减少高胶粉的用量，相对应的其它树脂含量增多，此时可以提高产品的流动性能，同时还能保持原有实施例1持有的性能，实施例4可以实现在一些形状比较复杂制件上快速成型，且不影响其它性能。

4)实施例2、5、7，随着AS树脂含量的增加，产品的拉伸强度得到了大幅度的提高，而其产品冲击强度大幅度降低，但热稳定性浮动不大，对于一些要求高强度高热稳定性的家电制件的材料可以适当提高AS树脂含量，如实施例5制备的材料，拉伸强度和冲击强度比较均衡。

5)从实施例1、3、6可知，提高PC树脂含量与提高高胶粉含量对比，前者可以获得高韧性、高热稳定性、流动性能好的合金材料，后者得到高韧性材料的同时大大牺牲了其流动性能。

根据实例可知，实施例1、4的制备方法，可以得到高强度高韧性高流动性，且热稳定性极佳PC-ABS合金材料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：其配方组分按重量份计：PC树脂45～65份、AS树脂5～40份、高胶粉5～19份、相容剂4～7份、抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.2～0.5份。

2.根据权利要求1所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：其配方组分按重量份计：PC树脂51-65份、AS树脂20.5-30份、高胶粉9-14份，相容剂4～7份，抗氧剂0.15-0.3份，润滑剂0.2～0.5份。

3.根据权利要求2所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：其配方组分按重量份计：PC树脂65份、AS树脂20.5份、高胶粉5份，相容剂4份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.2份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述PC树脂为单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的PC树脂混合；

优选的，所述PC树脂为高强度高韧性树脂或者两类树脂混合；

优选的，所述PC树脂为拉伸强度大于60Mpa、冲击强度大于60KJ/m²树脂的混合。

5.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述AS树脂为单一的树脂或者两种及以上不同力学性能的AS树脂混合；

优选的，所述AS树脂为高拉伸强度树脂或者两类树脂混合；

优选的，所述AS树脂为拉伸强度大于70Mpa树脂的混合。

6.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述高胶粉为单一型号或者两种及以上不同力学性能的高胶粉混合；

优选的，所述高胶粉为高的胶含量和/或两类胶粉混合；

优选的，所述高胶粉为含胶量大于55％的两类高胶粉的混合。

7.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述相容剂为ABS接枝物、MA反应增容、丙烯酸类共聚物中的一种或几种互配；

优选的，所述ABS接枝物为马来酸酐，所述MA反应增容为聚苯乙烯马来酸酐接枝共聚物；所述丙烯酸类共聚物为苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物；

优选的，所述相容剂为ABS接枝物：丙烯酸类共聚物按1：2的重量比互配而成。

8.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或几种的互配；

优选的，所述抗氧剂为按抗氧剂1010：抗氧剂168：抗氧剂1076为2：2：1的重量比互配而成。

9.根据权利要求1-3任一项所述的改性PC-ABS合金塑料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、酰胺蜡或聚烯烃蜡类润滑剂中的一种或几种的混合；

优选的，所述润滑剂为按硬脂酸盐：聚烯烃蜡为1：1的重量比混合。

10.根据以上任一权利要求所述的改性PC-ABS合金塑料的制备方法，其特征在于：将各配方组分加入高速混合机混合2～5分钟，然后经过双螺杆挤出机进行造粒；

优选的，挤出加工温度为180-235℃。

11.一种空调导风板，其特征在于：其材料为权利要求10任一项所述改性PC-ABS合金塑料。