CN106380813B - 一种用于打螺孔的刚韧平衡的pc-abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC‑ABS合金及其制备方法。所述PC‑ABS合金按重量份数计，包括以下组分：PC 30‑90份，ABS 15‑60份，PCL 2‑30份，POE 2‑30份。本发明通过对PC‑ABS合金进行低粘度改性，添加低粘度高分子物质PCL等，添加之后材料粘度变低，刚性增加；同时对材料进行韧性改性，添加POE等，获得较好韧性，这样使得材料具有一定的刚韧平衡性。

Description

一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC-ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PC-ABS合金及其制备方法，特别涉及一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC-ABS合金及其制备方法。
背景技术
近年来，汽车业、通讯业迅猛发展，相关产品的轻量化、以塑代钢的发展趋势也在加快，PC-ABS合金料在这些行业的应用也迎来了新的锲机。自20世纪60年代中期美国BorgWarner Chemicals公司开发出第一款PC-ABS合金，以PC和ABS为主要原料的PC-ABS合金便成为了一种重要的工程塑料合金，之后相继开发出很多PC-ABS合金产品，如阻燃PC-ABS、玻璃纤维增强PC-ABS等品类。
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。ABS(聚丙烯精)、PC(聚碳酸酯)是两种非常重要的塑料，ABS的性能介于工程塑料和通用塑料之间，具有良好的耐冲击性能和加工性能，价格也比较便宜，但其耐热性、耐候性、力学性能不够理想；PC具有耐高温、冲击韧性高、尺寸稳定等特点，但其加工成型困难，特别是大型制品容易产生应力开裂，耐化学药品性差，而且价格较高。
PC-ABS改性塑料则比单纯的PC和ABS性能更好，例如：抗冲击性提高，耐热性提高，硬度提高等等。如CN 104974461A公开了一种ABS合金材料及其制备方法，该ABS合金材料包括如下质量分数的各组分：ABS30～80％，PC5-50％，PCL2-20％，相容剂2-10％，润滑剂0.1-1％，抗氧剂0.1-1％。本发明通过将ABS进行改良，制得的ABS合金材料，可以同时改进ABS的收缩率和层间粘结性，用于FDM-3D打印中作为打印线条，可以解决翘边、脱落、开裂等问题。
然而，部分通讯制品注塑之后，在后加工时需打螺孔，韧性太好，会出现滑牙现象，刚性太好，会出现开裂爆柱现象，则需匹配刚韧平衡的PC-ABS合金。
本发明通过研究发现，对PC-ABS合金进行低粘度改性，使得材料注塑过程排气顺利，同时获得较好刚性；对材料进行韧性改性，获得较好韧性，这样使得材料具有一定的刚韧平衡性，以适用于打螺孔如大上网卡、大手机壳灯制品的注塑。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC-ABS合金。本发明提供的PC-ABS合金具有一定的刚韧平衡性。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
PC例如为32份、35份、40份、50份、60份、70份、78份、83份、88份等。
ABS例如为17份、20份、26份、32份、38份、42份、47份、52份、58份等。
PCL例如为4份、7份、11份、15份、19份、25份等。
POE例如为4份、7份、11份、15份、19份、25份等。
本发明通过对PC-ABS合金进行低粘度改性，添加低粘度高分子物质PCL等，添加之后材料粘度变低，刚性增加；同时对材料进行韧性改性，添加POE等，获得较好韧性，这样使得材料具有一定的刚韧平衡性。
所述树脂包括主体PC-ABS，加入一定比例ABS可以降低材料成本，降低PC的含量，减少PC热分解速率，在拥有PC良好机械性能的同时还能改善材料成型性。但加入ABS过量易导致材料韧性及强度降低，耐热性下降，因此，ABS的合适范围为15-60份。
作为优选，所述PC-ABS合金按重量份数计，包括以下组分：
作为优选，所述PC-ABS合金还包括抗氧剂和/或色粉。
优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.05-0.5份，例如为0.08份、0.12份、0.18份、0.25份、0.34份、0.4份、0.47份等，优选为0.1-0.2份。
优选地，所述色粉的重量份数为0.02-0.3份，例如为0.04份、0.08份、0.12份、0.18份、0.25份等，优选为0.05-0.1份。
作为优选，所述PC-ABS合金按重量份数计，包括以下组分：
作为优选，所述PC-ABS合金按重量份数计，包括以下组分：
本发明所述的PC-ABS合金，还可以包括常规用量的常规添加剂如润滑剂、分散剂、填充剂等中一种或至少两种组合。
本发明中抗氧剂及上述助剂可使用本技术领域通常使用的类型。
本发明的目的之一还在于提供一种本发明所述的PC-ABS合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将本发明所述各组分均匀混合；
(2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；
(3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述PC-ABS合金。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(1)中混合使用高速混合机。
优选地，所述混合的时间为2min以上，优选为5-10min。
作为优选，本发明所述的制备方法中，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行。
优选地，熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为230-245℃，七区温度为230-245℃，八区温度为230-245℃，九区温度为230-245℃，机头温度为230-250℃。
优选地，熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上，优选为250转/分钟。
本发明通过添加PCL等低粘高分子物质，使得PC-ABS合金材料粘度降低，同获得高刚性；同时通过添加增韧剂POE，使得PC-ABS合金材料具有一定韧性，使得材料具有一定刚韧平衡性。
本发明提供的用于PC-ABS合金材料，其性能可以达到：弯曲模量：2000-2500MPa，弯曲强度：70-90MPa，冲击强度：500-750J/m，粘度(260℃)：50-150Pa·s。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
抗氧剂使用受阻酚类抗氧剂1010，即四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2350MPa，弯曲强度：86MPa，冲击强度：615J/m，粘度(260℃)：52Pa·s。
实施例2
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
抗氧剂使用受阻酚类抗氧剂1010，即四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2090MPa，弯曲强度：73MPa，冲击强度：748J/m，粘度(260℃)：145Pa·s。
实施例3
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
抗氧剂使用受阻酚类抗氧剂168，即三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2390MPa，弯曲强度：85MPa，冲击强度：656J/m，粘度(260℃)：58Pa·s。
实施例4
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
抗氧剂使用受阻酚类抗氧剂168，即三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2105MPa，弯曲强度：78MPa，冲击强度：740J/m，粘度(260℃)：125Pa·s。
实施例5
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
抗氧剂使用受阻酚类抗氧剂1010，即四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2230MPa，弯曲强度：81MPa，冲击强度：680J/m，粘度(260℃)：98Pa·s。
对比例1
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
所述抗氧剂与实施例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2060MPa，弯曲强度：71MPa，冲击强度：630J/m，粘度(260℃)：150Pa·s。
可见，不添加PCL制得的合金的粘度较高，刚性低，不利于制品后续打螺孔，容易出现滑牙现象；同时材料粘度低不利于注塑排气，样品表面易出现气纹。
对比例2
一种PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
所述抗氧剂与实施例5一致。
利用本发明的制备方法制备得到所述PC-ABS合金。测试其性能数据结果如下：
弯曲模量：2430MPa，弯曲强度：88MPa，冲击强度：550J/m，粘度(260℃)：85Pa·s。
可见，不添加POE所得合金的韧性较差，直接导致材料注塑通讯产品后续打螺孔爆柱开裂。
可见，PCL与POE相互配合使用使得所得合金同时具有一定的韧性和刚性。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (16)

1.一种用于打螺孔的刚韧平衡的PC-ABS合金，按重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述PC-ABS合金，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述PC-ABS合金，其特征在于，还包括抗氧剂和/或色粉。
4.根据权利要求3所述PC-ABS合金，其特征在于，所述抗氧剂的重量份数为0.05-0.5份。
5.根据权利要求4所述的PC-ABS合金，其特征在于，所述抗氧剂的重量份数为0.1-0.2份。
6.根据权利要求3所述的PC-ABS合金，其特征在于，所述色粉的重量份数为0.02-0.3份。
7.根据权利要求6所述的PC-ABS合金，其特征在于，所述色粉的重量份数为0.05-0.1份。
8.根据权利要求1所述PC-ABS合金，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
9.根据权利要求1所述PC-ABS合金，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
10.权利要求1-9任一项所述的PC-ABS合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将权利要求1-9任一项所述各组分均匀混合；
(2)将步骤(1)所得混合物加进行熔融共混；所述熔融共混时的一区温度为180-190℃，二区温度为200-210℃，三区温度为210-220℃，四区温度为220-230℃，五区温度为230-240℃，六区温度为230-245℃，七区温度为230-245℃，八区温度为230-245℃，九区温度为230-245℃，机头温度为230-250℃
(3)将步骤(2)熔融共混后的物料挤出后冷却、干燥、切粒，得到所述PC-ABS合金。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中混合使用高速混合机。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为2min以上。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为5-10min。
14.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中熔融共混在双螺杆挤出机中进行。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中熔融共混时的螺杆转速为150转/分钟以上。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中熔融共混时的螺杆转速为250转/分钟。
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