CN105820536A - 高流动、低气味、收缩率可调的阻燃pc/abs组合物 - Google Patents

高流动、低气味、收缩率可调的阻燃pc/abs组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯35％‑85％，收缩率改善剂1％‑15％，流动改善剂5％‑25％，ABS‑抗冲击改性剂一步料5％‑50％，上述各原料的质量百分比之和为100％；其中，所述的ABS‑抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 50％‑80％，抗冲击改性剂20％‑50％。本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物使用的一步料简单易得，制备工艺简单，成本低，能有效去除去材料组成中的小分子物质，同时其机械性能优异；材料可广泛用于汽车，冰箱，电视机等行业。

Description

高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物
技术领域
本发明属于高分子改性领域，尤其是涉及一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种具有优良物理机械性能的热塑性工程塑料，其透明性和阻燃性优良，具有广阔的应用领域；但由于聚碳酸酯分子链刚性大，熔体粘度高，易产生应力开裂，抗溶剂性差，高温下遇水易分解等缺点，在一定程度上限制了其使用范围。一般通过改性技术，通过丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)的加入改善其加工性和内应力，选择合适的ABS种类能降低由于ABS的加入，对材料光泽度的影响；添加冲击改善剂来改善聚碳酸酯组合物的韧性，硅系增韧改性剂表现尤为明显。但由于ABS和冲击改善剂在合成时，会引入分散剂或其他助剂，制成阻燃PC/ABS组合物后，由于PC分子结构的特点，这些小分子对材料性能是不利的，如注塑过程产生料花、模垢等；同时含有小分子的材料在使用过程中会散发的不友好的气味，在很大程度上限制其应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所引起的一些缺陷，同时能有效避免后续成型过程中的小分子物质析出等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：
上述各组分之和为100％；
其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％。
优选的，所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量百分比的原料制成：
上述各组分之和为100％；
其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％。
进一步，所述的聚碳酸酯的分子量为20000-40000；优选的，所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
进一步，所述的ABS的粒径为0.1um-1um；优选的，所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
进一步，所述的抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或硅系增韧剂；优选的，抗冲击改性剂选择壳为甲基丙烯酸甲酯、核为有机硅或丙烯酸的核壳结构的硅系增韧剂。
进一步，所述的流动改善剂为含磷阻燃剂；优选的，所述的含磷阻燃剂为双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)或磷酸三苯酯(TPP)中的一种或几种的混合物；所述的收缩率改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
进一步，该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
进一步，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1；所述的液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的5％-30％；所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190-230℃，四区温度190-240℃，五区温度190-240℃，六区温度190-240℃，七区温度190-240℃，八区温度190-240℃，九区温度190-240℃，十区温度190-240℃，十一区温度190-240℃；主机转速250-600转/分钟。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物。
一种ABS-抗冲击改性剂一步料，由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％；
所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1；所述的步骤(2)中液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的5％-30％；所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190-230℃，四区温度190-240℃，五区温度190-240℃，六区温度190-240℃，七区温度190-240℃，八区温度190-240℃，九区温度190-240℃，十区温度190-240℃，十一区温度190-240℃；主机转速250-600转/分钟。
相对于现有技术，本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物具有以下优势：
(1)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过ABS-抗冲击改性剂一步料的挤出生产，由于液态水在高温下挥发，能有效带出ABS和抗冲击改性剂在合成和加工过程中添加的小分子物质，同时配合双真空的作用，能将挥发物高效的带出螺筒，生产得到ABS-抗冲击改性剂一步料，生产完的粒料需在80℃烘干4小时以上再使用。
(2)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过加入合适比例的流动改善剂，能有效提高材料的流动性；通过加入合适比例的收缩率改善剂，能调节所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的收缩率，以满足模具对收缩率的要求。
(3)本发明所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法能有效的将ABS和抗冲击改性剂的小分子物质分离，特别是ABS和抗冲击改性剂合成过程中难以避免的会添加小分子助剂(包含一些弱碱性小分子物质)，这样能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所引起的一些缺陷，同时能有效避免后续成型过程中的小分子物质析出等问题；由于一步料在生产过程中的小分子物质的抽离，在一定程度上能提高所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的阻燃性能。
(4)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物使用的一步料简单易得，制备工艺简单，成本低，能有效去除去材料组成中的小分子物质，制得一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃材料，同时其机械性能优异；材料可广泛用于汽车，冰箱，电视机等行业。
(5)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过ABS材料的选择，结合ABS-抗冲击改性剂一步料的生产，然后其与收缩率改善剂、流动改善剂，PC按适当比例的在挤出机中进行改性，可以显著提高材料的加工性能，并能在一定范围内调节材料的收缩率。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯36％，BDP 19％，ABS-抗冲击改性剂一步料40％，PBT 3％；其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 60％，MBS 40％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度245℃，九区温度245℃，十区温度260℃，十一区温度240℃；主机转速300转/分钟，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的15％，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
实施例2
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯72％，BDP 8％，ABS-抗冲击改性剂一步料12％，PBT 3％；其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 60％，MBS 40％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度245℃，九区温度245℃，十区温度260℃，十一区温度240℃；主机转速300转/分钟，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的15％，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
实施例3
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯52％，BDP 15％，ABS-抗冲击改性剂一步料25％，PBT 8％；其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 60％，MBS 40％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度260℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度245℃，九区温度245℃，十区温度260℃，十一区温度240℃；主机转速300转/分钟，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的15％，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
对比例1
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯41％，BDP 19％，ABS 24％，MBS 16％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
对比例2
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯80％，BDP 8％，ABS 7.2％，MBS 4.8％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
对比例3
一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯60％，BDP 15％，ABS 15％，MBS 10％；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000；所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
将所述的实施例1-3与对比例1-3制备得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物进行性能测试，性能测试方法如下：
气味评价方法：按大众标准PV3900测试；
拉伸强度：测试标准ASTM D638，在Zwick电子万能试验机上测试；
悬臂梁缺口冲击：测试标准ASTM D256，在Zwick电子万能试验机上测试；阻燃等级：测试标准UL94；
光泽度：测试标准ASTM D1455。
所述的实施例1-3与对比例1-3在制备所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物中，均加入了的所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的质量的0.2％的抗氧剂与0.5％的抗滴落剂，实施例1-3与对比例1-3的测试结果如表1所示。
表1 性能测试结果(表中组分含量为质量百分比)
从表1结果中可以看出，使用ABS-抗冲击改性剂一步料的配方，气味等级可达到2级水平，阻燃性能相较也更好，同时通过收缩率改善剂的加入能达到调整材料收缩率及提高材料流动性的效果，能匹配不能模具对材料收缩率及流动性的要求。
所述的ABS-低温增韧改性剂一步料的挤出生产中，由于液态水在高温下挥发，能有效带出ABS和低温增韧改性剂在合成和加工过程中添加的小分子物质，如抗氧剂、抗滴落剂，这样能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所引起的一些缺陷，同时能显著改善所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的气味及成型过程的缺陷等问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：由包括如下质量百分比的原料制成：
上述各原料的质量百分比之和为100％；
其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％。
2.根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量百分比的原料制成：
上述各原料的质量百分比之和为100％；
其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％。
3.根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的聚碳酸酯的分子量为20000-40000；优选的，所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
4.根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的ABS的粒径为0.1um-1um；优选的，所述的ABS的粒径为0.1um-0.4um。
5.根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或硅系增韧剂；优选的，抗冲击改性剂选择壳为甲基丙烯酸甲酯、核为有机硅或丙烯酸的核壳结构的硅系增韧剂。
6.根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的流动改善剂为含磷阻燃剂；优选的，所述的含磷阻燃剂为双酚A双(磷酸二苯酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物；所述的收缩率改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
8.根据权利要求7所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1；所述的液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的5％-30％；所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度180-210℃，二区温度190-220℃，三区温度190-230℃，四区温度190-240℃，五区温度190-240℃，六区温度190-240℃，七区温度190-240℃，八区温度190-240℃，九区温度190-240℃，十区温度190-240℃，十一区温度190-240℃；主机转速250-600转/分钟。
9.权利要求1-8中任一项所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物。
10.一种ABS-抗冲击改性剂一步料，其特征在于：由包括如下质量百分比的原料制成：
ABS 50％-80％，
抗冲击改性剂 20％-50％；
所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
(2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
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