CN105348724A - 一种高光高硬度抗刮伤改性pc/abs合金料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料及其制备方法，该合金料包含有以下原料成分的重量百分比：PC含量为10-30％、ABS含量为30-70％、PMMA含量为10-30％，相容剂含量为1-10％、增韧剂1-10％、抗刮伤改性剂1-10％、偶联剂0.1-1％、抗氧剂含量为0.1-1％、加工助剂含量为0.1-1％；其制备方法包括将前述各组份依次置入高速搅拌机中高速混合3～5分钟，并送入螺杆挤出机进行挤出造粒，通过此方法制的产品和PC/ABS相当的力学性能和较高的耐热性能，而且具有较高的表面硬度和较好的抗刮伤性能，适用于手机等各类电子产品外壳，相对于普通PC/ABS合金具有免喷涂抗刮伤优势。

Description

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种ABS合金料，特别是涉及一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料及其制备方法。

背景技术

PC/ABS是一种通过混炼后合成的改性工程塑料。其中，PC就是聚碳酸脂；ABS就是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物。PC/ABS是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质，二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性，PC/ABS可广泛使用在汽车内部零件、商务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。

但是普通的PC/ABS合金制品相比较于某些塑料产品表面硬度还是偏低，限制了其在一些领域的应用，虽然市售有其它种类的树脂具有理想的表面硬度，但是这些树脂一方面表面硬度提高的同时机械性能下降，另一方面价格昂贵而致使产品成本增加。因此，对ABS材料进行改性以提高其表面硬度同时保持原有的物化特性，成为业界努力的方向。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有良好的成型加工性、涂装性和染色性，制品表面光洁度高，表面硬度高，抗刮伤性能好的PC/ABS合金料及其制备方法。

PMMA是一种高透明材料，但PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差；因此PMMA的改性相继出现，但现有的改性是将甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚。将PMMA直接与ABS混合并不能达到改性的目的。

本发明发现，PMMA与PC和ABS共混，选择硅酮母粒，硅酮粉和高级脂肪酸酰胺中的至少一种为抗刮伤改性剂；选择苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯‐丙烯腈‐马来酸酐的三元无规共聚物和ABS‐g‐MAH中的至少一种为相容剂，硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种为偶联剂；高胶粉、EMA或MBS为增韧剂；PMMA与PC和ABS共混在相容剂、增韧剂和偶联剂的协同配合下，可显著增加共混物的相容性能，在保持PC/ABS合金制品的可加工性、机械性、冲击强度等特点同时，明显增强PC/ABS合金料的光泽度和表面硬度以及抗刮伤性能。

本发明通过如下技术方案实现：

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，按重量百分比计，其原料组份组成为：

所述相容剂为苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯‐丙烯腈‐马来酸酐的三元无规共聚物和ABS‐g‐MAH中的至少一种；

所述抗刮伤改性剂为硅酮母粒，硅酮粉和硬脂肪酸酰胺中的至少一种；其中高级脂肪酸酰胺可选用月桂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、椰油酰氨基丙基二甲基叔胺、肉豆蔻酰氨基丙基二甲基叔胺、棕榈酰氨基丙基二甲基叔胺、硬脂酰氨基乙基二乙基叔胺、异硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺、月桂酰氨基丙基二甲基叔胺、硬脂酰氨基丙基二甲基叔胺、油酰氨基丙基二甲基叔胺、月桂酸二乙醇酰胺、油酸二乙醇酰胺和硬脂酸二乙醇酰胺中的一种或多种。

所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种；

所述增韧剂为高胶粉、EMA或MBS。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述PC的粘度MI为10‐20。

优选地，所述ABS的硬度H。

优选地，所述PMMA的透光率大于90％。

优选地，所述抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少一种。

优选地，所述加工助剂为季戊四醇硬脂酸脂。

所述的高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的制备方法：按照原料组份组成配比配料并混合均匀，使用挤出机进行生产：挤出生产工艺参数：1区温度200±10℃，2区温度230±10℃，3‐8区温度为240±10℃，机头温度为250±10℃，主机转速为300‐450r/min。

优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。

一般而言，PMMA的加入可以提高产品的光泽度和表面硬度，可以免喷涂使用；抗刮伤改性剂可以提高产品的抗刮伤性能；但前提是要求PMMA和抗刮伤改性剂能很好地均匀混合与主料中，PMMA溶于有机溶剂，如丙酮，氯仿，二氯甲烷，苯酚，苯甲醚；但本发明不用选择这些溶剂，本发明通过合理选择相容剂、增韧剂和偶联剂，使得本发明各种原料具有很好的相容性；而且PMMA还可与抗刮伤改性剂配合进一步增强材料的抗刮伤性能。本发明制备的PC/ABS合金料具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽，且表面硬度高，抗刮伤性能好，价格合理和易于加工成型。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

(1)综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。本发明PMMA与PC和ABS共混，选择硅酮母粒，硅酮粉和高级脂肪酸酰胺中的至少一种为抗刮伤改性剂；选择苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯‐丙烯腈‐马来酸酐的三元无规共聚物和ABS‐g‐MAH中的至少一种为相容剂，硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种为偶联剂；高胶粉、EMA或MBS为增韧剂；PMMA与PC和ABS共混在相容剂、增韧剂和偶联剂的协同配合下，可显著增加共混物的相容性能，在保持PC/ABS合金制品的可加工性、机械性、冲击强度等特点同时，明显增强PC/ABS合金料的光泽度和表面硬度以及抗刮伤性能。

(2)耐热性提高，表面高光泽，免喷涂；表面硬度高，抗刮伤性能优异。本发明通过合理选择相容剂、增韧剂和偶联剂，使得本发明各种原料具有很好的相容性；而且PMMA还可与抗刮伤改性剂配合进一步增强材料的抗刮伤性能。本发明制备的PC/ABS合金料具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽，且表面硬度高，抗刮伤性能好，价格合理和易于加工成型。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。

实施例1

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，按重量百分比计，原料组成如下：

抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的制备方法：按照以上所述的成分和配比配料并混合均匀，使用CTE35双螺杆挤出机进行生产，该机含有9段标准温控区：

挤出生产工艺参数：1区温度200℃，2区温度230℃，3‐8区温度为240℃，机头温度为250℃，主机转速为350r/min。

本实施例所得的高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的性能检测结果如表1所示

表1

由表1可知，本实施例的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料具有良好的光泽度，热性能和高硬度性能，其物理机械性能均达到较高的水平。

本实施例，PMMA与PC和ABS共混时，选择硅酮粉ST‐100L为抗刮伤改性剂；选择ABS‐MAH为相容剂，硅烷偶联剂KH‐550为偶联剂；高胶粉为增韧剂；PMMA与PC和ABS共混在相容剂、增韧剂和偶联剂的协同配合下，可显著增加共混物的相容性能，在保持PC/ABS合金制品的可加工性、机械性、冲击强度等特点同时，明显增强PC/ABS合金料的光泽度和表面硬度以及抗刮伤性能。PMMA的引入可较好地改善ABS的表面光泽度，PMMA本身就是一种光学性能极好的材料，而且是无定形态，可使制品表面平滑，表面抗刮伤性能也有较大改善，随着PMMA用量的增加，本实施例合金的表面光泽度值和表面硬度不断上升。

一般而言，PMMA的加入可以提高产品的光泽度和表面硬度，可以免喷涂使用；抗刮伤改性剂可以提高产品的抗刮伤性能；但前提是要求PMMA和抗刮伤改性剂能很好地均匀混合与主料中，PMMA溶于有机溶剂，如丙酮，氯仿，二氯甲烷，苯酚，苯甲醚；但本发明不用选择这些溶剂，本发明通过合理选择相容剂、增韧剂和偶联剂，使得本发明各种原料具有很好的相容性；而且PMMA还可与抗刮伤改性剂配合进一步增强材料的抗刮伤性能。本发明制备的PC/ABS合金料具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽，且表面硬度高，抗刮伤性能好，价格合理和易于加工成型，相对于普通PC/ABS合金具有明显免喷涂抗刮伤优势。

实施例2

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，按重量百分比计，原料组成如下：

抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；

相容剂为苯乙烯‐丙烯腈‐马来酸酐的三元无规共聚物；

制备以上所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料是及其制备方法：按照以上所述的成分和配比配料并混合均匀，使用CTE35双螺杆挤出机进行生产，该机含有9段标准温控区：挤出生产工艺参数：1区温度200℃，2区温度235℃，3‐8区温度为245℃，机头温度为255℃，主机转速为400r/min。

本实施例所制备的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的性能检测结果如表2所示。

表2

通过表1和表2可知，增加PMMA的用量可以提高材料的铅笔硬度及光泽度，可以大幅提高材料的抗刮伤性和冲击性能，综合性能优异。对比现有市场PC/ABS合金材料，该PC/ABS合金料具有良好的成型加工性，制品表面光泽度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽，加之表面硬度高抗刮伤性能好、价格合理和易于加工成型。

本实施例，PMMA与PC和ABS共混时，选择硅酮母粒为抗刮伤改性剂；选择ABS‐g‐MAH为相容剂，硅烷偶联剂KH‐560为偶联剂；EMA为增韧剂；PMMA与PC和ABS共混在相容剂、增韧剂和偶联剂的协同配合下，可显著增加共混物的相容性能，在保持PC/ABS合金制品的可加工性、机械性、冲击强度等特点同时，明显增强PC/ABS合金料的光泽度和表面硬度以及抗刮伤性能。

实施例3

一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，按重量百分比计，原料组成如下：

抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯；

相容剂为苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；

所述抗刮伤改性剂选用硬脂酰氨基乙基二乙基叔胺；

制备以上所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料是及其制备方法：按照以上所述的成分和配比配料并混合均匀，使用CTE35双螺杆挤出机进行生产，该机含有9段标准温控区：

挤出生产工艺参数：1区温度200℃，2区温度240℃，3‐8区温度为250℃，机头温度为260℃，主机转速为450r/min。

本实施例所制备的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的性能检测结果如表3所示。

表3

通过表1，表2和表3对比可知，增加PMMA的用量可以提高材料的铅笔硬度及表面光泽度，提高材料的抗刮伤性；ABS可以大幅提高材料的流动性能；PC可以提高材料的耐热性能和冲击性能，但这些原料的作用建立在与主料的均匀混合和相互作用基础上，本实施例PMMA与PC和ABS共混时，选择硬脂酰氨基乙基二乙基叔胺为抗刮伤改性剂；选择ABS‐g‐MAH为相容剂，硅烷偶联剂KH‐550为偶联剂；MBS为增韧剂；PMMA与PC和ABS共混在相容剂、增韧剂和偶联剂的协同配合下，可显著增加共混物的相容性能，在保持PC/ABS合金制品的可加工性、机械性、冲击强度等特点同时，明显增强PC/ABS合金料的光泽度和表面硬度以及抗刮伤性能。

以上实施案例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，其他的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于，按重量百分比计，其原料组份组成为：

所述相容剂为苯乙烯‐丙烯腈‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，苯乙烯‐丙烯腈‐马来酸酐的三元无规共聚物和ABS‐g‐MAH中的至少一种；

所述抗刮伤改性剂为硅酮母粒，硅酮粉和高级脂肪酸酰胺中的至少一种；

所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种；

所述增韧剂为高胶粉、EMA或MBS。

2.根据权利要求1所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于：所述PC的粘度MI为10‐20。

3.根据权利要求1所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于：所述ABS的硬度H。

4.根据权利要求1所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于：所述PMMA的透光率大于90％。

5.根据权利要求1所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于：所述抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料，其特征在于：所述加工助剂为季戊四醇硬脂酸脂。

7.权利要求1‐6任一项所述的高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的制备方法，其特征在于：按照原料组份组成配比配料并混合均匀，使用挤出机进行生产：挤出生产工艺参数：1区温度200±10℃，2区温度230±10℃，3‐8区温度为240±10℃，机头温度为250±10℃，主机转速为300‐450r/min。

8.根据权利要求7所述的高光高硬度抗刮伤改性PC/ABS合金料的制备方法，其特征在于：所述挤出机为双螺杆挤出机。