CN106046741A - 一种高耐湿热pc/abs组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下重量份数的原料制成：聚碳酸酯30‑85份，ABS‑增韧剂一步料15‑70份，耐湿热剂0.1‑3份。其中，所述的ABS‑增韧剂一步料由包括如下重量份数的原料制成：ABS50‑80份，增韧剂20‑50份。本发明所述的高耐湿热PC/ABS组合物通过ABS材料的选择，结合ABS‑增韧剂一步料的生产，然后其与PC按适当比例的在挤出机中进行改性，可以能显著改善PC/ABS耐湿热老化性能。

Description

一种高耐湿热PC/ABS组合物
技术领域
本发明属于高分子改性技术领域，尤其是涉及一种高耐湿热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；由于分子链中酯基的存在，使材料在高温下遇水易分解，材料发生脆化等缺陷，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；添加增韧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和增韧剂在合成时，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；同时含有小分子成分的存在，会加快湿热环境下PC材料的降解。
本发明在研究中发现，通过ABS材料的选择，结合ABS-增韧剂一步料的生产，然后其与PC按适当比例的在挤出机中进行改性，可以能显著改善PC/ABS耐湿热老化性能。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高耐湿热PC/ABS组合物，能显著改善PC/ABS耐湿热老化性能差等技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下重量份数的原料制成：
聚碳酸酯 30-85份，
ABS-增韧剂一步料 15-70份，
耐湿热剂 0.1-3份。
其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份。
优选地，所述高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下重量份数的原料制成：
聚碳酸酯 40-80份，
ABS-增韧剂一步料 20-70份
耐湿热剂 0.3-2份；
其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份。。
进一步的，所述耐湿热剂为双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯(PEP-36)。
进一步的，所述的聚碳酸酯的数均分子量为20000-40000；优选地，所述的聚碳酸酯的数均分子量为25000-37000。
进一步的，所述ABS为本体法或乳液法制得的ABS。
进一步的，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(MBS)或硅系增韧剂；
优选地，所述的增韧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。
进一步的，所述ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧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，在螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-增韧剂一步料。
进一步的，所述ABS与增韧剂投入高混机中进行混合的时间为1-3min；
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-增韧剂一步料的质量的5份-30份；
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。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料和耐湿热剂均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
一种ABS-增韧剂一步料，由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份；
所述的ABS-增韧剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合1-3min，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-增韧剂一步料。
所述的步骤(1)中ABS与增韧剂投入高混机中进行混合的时间为1-3min；
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-增韧剂一步料的质量的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，本发明所述的高耐湿热PC/ABS组合物具有以下优势：
(1)本发明通过ABS-增韧剂一步料的挤出生产，由于液态水在高温下挥发，能溶解高分子组分中的小分子组分，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-增韧剂一步料，需在80℃烘干4小时以上后再使用，这将进一步降低组分中的小分子物质的含量；
(2)本发明所述的ABS-增韧剂一步料的制备方法能有效的将ABS和增韧剂的小分子物质分离，特别是ABS和增韧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)，这样能明显改善PC分子链高温高湿条件下的稳定性，并提高材料性能的稳定性；
(3)本发明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ABS及增韧剂组成中的小分子物质，提高材料的使用稳定性，特别是在高温高湿条件下材料使用的稳定性。
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。
实施例和对比例中选用的ABS均为乳液法制得的ABS。
实施例1
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯49.8份，ABS-增韧剂一步料50份，PTE-36 0.5份；其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 80份，MBS型增韧剂20份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
该ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合3min，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-增韧剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-增韧剂一步料的质量的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-增韧剂一步料。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料和PTE-36均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
实施例2
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯69.8份，ABS-增韧剂一步料30份，PTE-36 0.5份；其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 80份，MBS型增韧剂20份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
该ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合3min，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-增韧剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-增韧剂一步料的质量的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-增韧剂一步料。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料和PTE-36均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
实施例3
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯79.8份，ABS-增韧剂一步料20份，PTE-36 0.5份；其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 80份，MBS型增韧剂20份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
该ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合3min，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-增韧剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-增韧剂一步料的质量的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-增韧剂一步料。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料和PTE-36均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
对比例1
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯49.8份，ABS 40份，MBS型增韧剂10份，PTE-36 0.5份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS、MBS均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
对比例2
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯69.8份，ABS 24份，MBS型增韧剂6份，PTE-36 0.5份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS、MBS均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
对比例3
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯79.8份，ABS 16份，MBS型增韧剂4份，PTE-36 0.5份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS、MBS均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
对比例4
一种高耐湿热PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯79.8份，ABS-增韧剂一步料20份；其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 80份，MBS型增韧剂20份；所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。
该ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合3min，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-增韧剂一步料的质量的10％，第五段液态水的注入量为ABS-增韧剂一步料的质量的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-增韧剂一步料。
所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
将所述的实施例1-3与对比例1-4制备得到高耐湿热PC/ABS组合物进行性能测试，性能测试方法如下：
湿热老化条件：温度：85℃，湿度：85％湿度，时间：1000小时；
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；
熔体流动速率测试条件：温度：260℃，砝码重量：5KG。
所述的实施例1-3与对比例1-4的测试结果如表1所示：
表1性能测试结果(表中组分含量为重量份数)
从表1结果中可以看出，使用一步料制得的材料，相比传统改性方法，高温高湿条件下稳定性高，耐湿热老化性能好。
所述的ABS-增韧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和增韧剂在合成和加工过程中添加的小分子物质，而这些小分子物质对PC后续加工是极为不利的，会在外观或性能上产生一些缺陷，特别在高温高湿条件下会极易引起PC的降解，导致冲击强度下降，熔指上升。PEP-36的加入能很快的将断裂的PC分子链封端，避免PC的分子链的大比例的断裂，从而达到稳定材料性能的效果。
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)

1.一种高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述组合物由包括如下重量份数的原料制成：
聚碳酸酯 30-85份，
ABS-增韧剂一步料 15-70份，
耐湿热剂 0.1-3份；
其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份。
2.根据权利要求1所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述组合物由包括如下重量份数的原料制成：
聚碳酸酯 40-80份，
ABS-增韧剂一步料 20-70份，
耐湿热剂 0.3-2份；
其中，所述的ABS-增韧剂一步料由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份。
3.根据权利要求1或2所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述耐湿热剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述的聚碳酸酯的数均分子量为20000-40000；优选地，所述的聚碳酸酯的数均分子量为25000-37000。
5.权利要求1或2所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述ABS为本体法或乳液法制得的ABS。
6.根据权利要求1或2所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述的增韧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；优选地，所述的增韧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。
7.一种权利要求1-6中任一所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：所述ABS-增韧剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
(1)将ABS与增韧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，在螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-增韧剂一步料。
8.根据权利要求7所述的高耐湿热PC/ABS组合物，其特征在于：
所述ABS与增韧剂投入高混机中进行混合的时间为1-3min；
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-增韧剂一步料的质量的5份-30份；
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.根据权利要求1-8所述的高耐湿热PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：将聚碳酸酯、ABS-增韧剂一步料和耐湿热剂均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高耐湿热PC/ABS组合物。
10.一种ABS-增韧改性剂一步料，其特征在于：所述一步料由包括如下重量份数的原料制成：
ABS 50-80份，
增韧剂 20-50份；
所述的ABS-增韧剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将ABS与增韧剂投入高混机中进行混合1-3min，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-增韧剂一步料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101173090A (zh) * 2006-10-31 2008-05-07 佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司 一种pc/abs合金
CN102325827A (zh) * 2009-02-19 2012-01-18 拜尔材料科学股份公司 生产挥发性有机化合物含量降低的聚合物组合物的配混方法

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