CN106349675A - 一种耐水解、耐低温pc/abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐水解、耐低温pc/abs复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，由PC树脂50‑65份、ABS 20‑30份、MBS增韧剂5‑10份、LLDPE1‑5份、SAM 1‑5份、热稳定剂1‑3份、抗氧剂0.5‑1份、聚四氟乙烯 0.3‑0.5份、润滑剂0.5‑1份、其他助剂0‑3份按重量份组成。本发明通过LLDPE的线性结构和PTFE的收缩性能及SAM的增容作用提高LLDPE和PC/ABS合金的界面相容性，大大提高了复合材料的耐低温冲击性能、延展性和耐撕裂性能；同时具有高耐水解性、高热稳定性、优异的耐磨性和耐化学腐蚀等特性，大大拓宽了PC/ABS合金材料的应用领域，极具开发应用前景。

Description

一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)混炼而成的改性塑料。聚碳酸酯(PC)是一种分子链重复单元为碳酸酯型的聚合物，具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、介电性能优良等优点，也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、耐化学药品性差等缺点；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS树脂)具有良好的韧性、刚性和加工性，但是在其他力学性能等方面有欠缺。PC/ABS合金性能可以弥补单组分材料的不足，达到取长补短的效果。
PC/ABS合金在通讯电子、家用电器以及汽车行业等领域得到广泛的应用，但是现有的PC/ABS合金材料在高温高湿环境下或低温环境下冲击强度下降很大，导致其应用领域受到很大限制。
发明内容
为克服现有的PC/ABS合金材料在高温高湿环境下或低温环境下冲击强度下降很大，制件产品容易变脆等技术的不足，本发明公开了一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料及其制备方法。
本发明的一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料得的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，注塑的产品制件具有优异的耐低温冲击性能、延展性和耐撕裂性能；同时具有也高耐水解性、高热稳定性、优异的耐磨性和耐化学腐蚀等特性，大大拓宽了PC/ABS合金材料的应用领域和行业。
本发明的技术方案为：一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，由下列原料按重量份组成：
进一步方案，所述的PC树脂为重均分子量分布为23000-26000的树脂，合成工艺可为光气法制备。
进一步方案，所述的ABS树脂为乳液接枝、乳液接枝掺合法、连续本体法制备中的至少一种。
进一步方案，所述的MBS是橡胶粒径为150nm和380nm复配的双峰结构MBS增韧剂，如可以选用DOW公司的EXL-2691A。
进一步方案，所述的LLDPE为基于环烯烃金属衍生物催化剂合成LLDPE的至少一种，如可以选用齐鲁石化的7042。
进一步方案，所述的SAM是由苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物，如可以选用上海华雯电子的SMA-800。
进一步方案，所述的热稳定剂是苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
进一步方案，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
更进一步方案，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076，硫代酯类抗氧剂为DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
进一步方案，所述的PTFE分子量为400-500万。
进一步方案，所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
进一步方案，所述其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、硫代酯类稳定剂、抗静电剂、相容剂或着色剂。
其中紫外光吸收剂主要指苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类和受阻胺类。
其中表面光亮剂主要指芥酸酰胺类、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类。
其中光稳定剂主要指受阻胺光稳定剂、氧化钛。
其中硫代酯类稳定剂主要指含硫的立体磷酸酯类稳定剂。
其中抗静电剂主要指十八烷基磺酸盐、十六烷基季铵盐类、乙氧基化烷基胺。
其中着色剂主要指碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿。
本发明的另一个发明目的是提供上述耐水解、耐低温PC/ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm；
(4)收集粒料即为本发明所述的耐水解、耐低温PC/ABS合金。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过基于环烯烃金属衍生物催化剂合成的LLDPE的线性分子链结构与ABS中的烯烃存在结构上的相似性，通过SAM的增容作用进一步提高LLDPE和PC/ABS合金的界面相容性，在PC/ABS界面间形成连续网络结构。该网络结构的存在不仅能够传递冲击能量，同时由于分子链的柔软特性，吸收冲击能量。另外，线性分子链从微观上填充了界面间隙，大大提高了复合材料的耐低温冲击性能、延展性和耐撕裂性能。
2、本发明加入分子量400-500万的PTFE，其较强的弹性收缩性能在很大程度上改善复合材料遇到外界冲击时界面的稳定性，同时使材料具备优异的耐磨性和耐化学腐蚀等特性。
3、提高耐水解性：复合材料由于热稳定剂的加入以及采用其他的硫代酯类等助剂，材料具有高耐水解性和高热稳定性。苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物或者磷酸盐类稳定剂，与PC分子链上的羧基结合进行封端；硫代酯类等助剂吸收水解过程中产生的-OH基团，使环境维持较弱的酸性环境，抑制复合材料的水解，同时含硫基团本身对复合材料的热稳定性有明显提升效果。
4、根据本行业的检测标准耐水解、耐低温PC/ABS复合材料在-30℃条件缺口冲击强度大于40KJ/m2、高温90℃*90％RH下1000小时后水解保留率高于80％，表明本材料的耐低温冲击高，同时具有较高的耐水解性。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例一：
本实施例中的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料PC 50份、ABS 30份、MBS 8份、LLDPE 5份、SAM 5份、热稳定剂2份、抗氧剂0.6份、PTFE 0.3份、润滑剂0.5份、其他助剂1份依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm。
实施例二：
本实施例中的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料PC 55份、ABS 25份、MBS 7份、LLDPE 5份、SAM 5份、热稳定剂3份、抗氧剂0.6份、PTFE 0.3份、润滑剂0.5份、其他助剂1份依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm。
实施例三：
本实施例中的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料PC 58份、ABS 23份、MBS 7份、LLDPE 5份、SAM 5份、热稳定剂2份、抗氧剂0.6份、PTFE 0.3份、润滑剂0.5份、其他助剂1份依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm。
实施例四：
本实施例中的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料PC 60份、ABS 20份、MBS 8份、LLDPE 5份、SAM 5份、热稳定剂2份、抗氧剂0.6份、PTFE 0.3份、润滑剂0.5份、其他助剂1份依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm。
对比例：
本实施例中的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料是由下列原料按重量份组成：
具体制备方法包括以下步骤：
(1)按配比，称取原料PC 65份、ABS 30份、MBS 5份、抗氧剂1076 0.3份、抗氧剂1680.3份、润滑剂0.5份依次称重加入到高速混料机中(设定转速500rpm/min)，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2)将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合；
(3)设定双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700～900rpm。
将上述实施例1-4以及对比例制得的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度(23℃)、悬臂梁缺口冲击强度(-30℃)、密度、水解保留率(90℃*90％RH*1000h)。其检测标准与检测结果如表1所示：
表1：实施例1-4及对比例制得耐水解、耐低温PC/ABS复合材料主要物性指标
如在本发明的制备组份中添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂，使复合材料具有相应特性亦受本发明保护。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1、本发明制备的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料在-30℃条件悬臂梁缺口冲击强度大于40KJ/m2、高温90℃*90％RH下1000小时后水解保留率高于80％，复合材料也达到了完美的刚韧平衡状态，从而大大拓展当前PC/ABS材料的使用领域和范围，满足了当前汽车内饰制件对于材料强度的要求。
2、本发明制备的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料由于通过基于环烯烃金属衍生物催化剂合成的LLDPE和分子量400-500万PTFE的加入，使得材料的耐低温冲击性能、延展性和耐撕裂性能大大提高。
3、本发明制备的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料由于热稳定剂以及硫代酯类等加入，材料耐水解性和热稳定性大大提高。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：由下列原料按重量份组成：
PC 50-65份
ABS 20-30份
MBS 5-10份
LLDPE 1-5份
SAM 1-5份
热稳定剂 1-3份
抗氧剂 0.5-1份
PTFE 0.3-0.5份
润滑剂 0.5-1份
其他助剂 0-3份。
2.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的PC为重均分子量分布为23000-26000的树脂。
3.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的MBS是橡胶粒径为150nm~380nm复配的双峰结构MBS增韧剂。
4.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的LLDPE为基于环烯烃金属衍生物催化剂合成的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的SAM是由苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物。
6.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的热稳定剂是苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的蒙脱土插层原位聚合增强聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076，硫代酯类抗氧剂为DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。
9.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的PTFE分子量为400万-500万。
10.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS复合材料，其特征在于：所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS，其特征在于：所述其他助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、硫代酯类稳定剂、抗静电剂、相容剂或着色剂。
12.一种制备如权利要求1所述的耐水解、耐低温PC/ABS的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1) 按配比，称取原料依次称重加入到高速混料机中，设定转速 500rpm/min，混合4min至均匀，出料，得到混合物；
(2) 将混合物投入到双螺杆挤出机料斗，选用强剪切的螺杆组合。
13.(3) 设定双螺杆挤出机螺杆转速为400~550r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04~-0.08MPa，温度为 235-270℃，经挤出造粒，切粒机的转速为700~900 rpm；
(4) 收集粒料即为本发明所述的耐水解、耐低温PC/ABS合金。
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