CN106433067B - 一种环保型pc/abs合金材料的配方及其制备方法 - Google Patents

一种环保型pc/abs合金材料的配方及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型PC/ABS合金材料的配方及其制备方法，其组份按重量份数包括PC料60‑70份、ABS料15‑25份、相溶剂1‑4份、增韧剂4‑8份、纳米级硅微粉5‑15份、纳米级陶瓷粉10‑20份、炭黑N100 10‑20份、阻燃剂10‑15份、羟基硅油10‑15份、防老剂5‑15份、铂金催化剂3‑8份以及纳米级高分子复合填充剂4‑10份，本发明制备工艺简单，制备过程环保无污染，制得合金材料具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨、不易变形的优点，适合于制作玩具、电器、外壳、家具等塑胶制品。

Description

一种环保型PC/ABS合金材料的配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及PC/ABS合金材料制备技术领域，具体为一种环保型PC/ABS合金材料的配方及其制备方法。
背景技术
PC/ABS，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯和聚丙烯腈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、抗紫外线等性质，颜色是无透明颗粒，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。目前，在PC/ABS合金材料生产中，生产出来的合金材料密度不高、强度低、耐高温、耐磨性能差，不能满足一些不同产品需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型PC/ABS合金材料的配方及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型PC/ABS合金材料,其组份按重量份数包括PC料60-70份、ABS料15-25份、相溶剂1-4份、增韧剂4-8份、纳米级硅微粉5-15份、纳米级陶瓷粉10-20份、炭黑N100 10-20份、阻燃剂10-15份、羟基硅油10-15份、防老剂5-15份、铂金催化剂3-8份以及纳米级高分子复合填充剂4-10份；所述纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径25nm-45nm，纳米碳酸钙粒径55nm-75nm；
其制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2000-3000转/分，搅拌时间为5min-10min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为70℃-80℃，加入时间为20min-30min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为230℃-250℃，即得到PC/ABS合金材料。
优选的，优选的成分配比为：PC料65份、ABS料20份、相溶剂3份、增韧剂6份、纳米级硅微粉10份、纳米级陶瓷粉15份、炭黑N100 15份、阻燃剂12份、羟基硅油12份、防老剂10份、铂金催化剂5份以及纳米级高分子复合填充剂7份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，制备过程环保无污染，制得PC/ABS合金材料具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨、不易变形的优点，适合于制作玩具、电器、外壳、家具等塑胶制品；另外，本发明中添加有纳米级高分子复合填充剂，能够进一步增强PC/ABS合金材料的韧性以及PC/ABS合金材料制品的稳定性。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种环保型PC/ABS合金材料,其组份按重量份数包括PC料60-70份、ABS料15-25份、相溶剂1-4份、增韧剂4-8份、纳米级硅微粉5-15份、纳米级陶瓷粉10-20份、炭黑N100 10-20份、阻燃剂10-15份、羟基硅油10-15份、防老剂5-15份、铂金催化剂3-8份以及纳米级高分子复合填充剂4-10份。
实施例一：
采用的成分配比为：PC料60份、ABS料15份、相溶剂1份、增韧剂4份、纳米级硅微粉5份、纳米级陶瓷粉10份、炭黑N100 10份、阻燃剂10份、羟基硅油10份、防老剂5份、铂金催化剂3份以及纳米级高分子复合填充剂4份。
本实施例中，纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径25nm，纳米碳酸钙粒径55nm。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2000转/分，搅拌时间为5min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为70℃，加入时间为20min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为230℃，即得到PC/ABS合金材料。
为了进一步增强PC/ABS合金材料的阻燃性能和耐高温性能，本发明还添加了纳米氧化锌10份、硅烷偶联剂3份，能够延长PC/ABS合金材料制品的使用寿命。
实施例二：
采用的成分配比为：PC料70份、ABS料25份、相溶剂4份、增韧剂8份、纳米级硅微粉15份、纳米级陶瓷粉20份、炭黑N100 20份、阻燃剂15份、羟基硅油15份、防老剂15份、铂金催化剂8份以及纳米级高分子复合填充剂10份。
本实施例中，纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径45nm，纳米碳酸钙粒径75nm。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为3000转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为80℃，加入时间为30min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为250℃，即得到PC/ABS合金材料。
为了进一步增强PC/ABS合金材料的阻燃性能和耐高温性能，本发明还添加了纳米氧化锌11份、硅烷偶联剂4份，能够延长PC/ABS合金材料制品的使用寿命。
实施例三：
采用的成分配比为：PC料62份、ABS料16份、相溶剂2份、增韧剂5份、纳米级硅微粉6份、纳米级陶瓷粉12份、炭黑N100 12份、阻燃剂11份、羟基硅油11份、防老剂6份、铂金催化剂4份以及纳米级高分子复合填充剂5份。
本实施例中，纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径28nm，纳米碳酸钙粒径58nm。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2200转/分，搅拌时间为6min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为72℃，加入时间为22min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为235℃，即得到PC/ABS合金材料。
为了进一步增强PC/ABS合金材料的阻燃性能和耐高温性能，本发明还添加了纳米氧化锌12份、硅烷偶联剂5份，能够延长PC/ABS合金材料制品的使用寿命。
实施例四：
采用的成分配比为：PC料68份、ABS料23份、相溶剂3份、增韧剂7份、纳米级硅微粉13份、纳米级陶瓷粉18份、炭黑N100 18份、阻燃剂14份、羟基硅油14份、防老剂14份、铂金催化剂7份以及纳米级高分子复合填充剂8份。
本实施例中，纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径40nm，纳米碳酸钙粒径70nm。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2800转/分，搅拌时间为9min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为78℃，加入时间为28min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为245℃，即得到PC/ABS合金材料。
为了进一步增强PC/ABS合金材料的阻燃性能和耐高温性能，本发明还添加了纳米氧化锌13份、硅烷偶联剂6份，能够延长PC/ABS合金材料制品的使用寿命。
实施例五：
采用的成分配比为：PC料65份、ABS料20份、相溶剂3份、增韧剂6份、纳米级硅微粉10份、纳米级陶瓷粉15份、炭黑N100 15份、阻燃剂12份、羟基硅油12份、防老剂10份、铂金催化剂5份以及纳米级高分子复合填充剂7份。
本实施例中，纳米级高分子复合填充剂包括70％纳米氮化铝和30％纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径35nm，纳米碳酸钙粒径65nm。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2500转/分，搅拌时间为8min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为75℃，加入时间为25min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为240℃，即得到PC/ABS合金材料。
为了进一步增强PC/ABS合金材料的阻燃性能和耐高温性能，本发明还添加了纳米氧化锌13份、硅烷偶联剂6份，能够延长PC/ABS合金材料制品的使用寿命。
实验例：
将普通材料制备的合金材料与本发明各实施例制得PC/ABS合金材料进行拉伸强度和耐高温试验，得到数据如下表：
拉伸强度(Mpa) 耐高温(℃)
普通材料 11 82
实施例一 34 148
实施例二 32 146
实施例三 33 145
实施例四 34 148
实施例五 38 152
由以上表格数据可知，实施例五制得的PC/ABS合金材料能够达到最佳效果。
本发明制备工艺简单，制备过程环保无污染，制得PC/ABS合金材料具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨、不易变形的优点，适合于制作玩具、电器、外壳、家具等塑胶制品；另外，本发明中添加有纳米级高分子复合填充剂，能够进一步增强PC/ABS合金材料的韧性以及PC/ABS合金材料制品的稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种环保型PC/ABS合金材料,其特征在于：其组份按重量份数包括PC料60-70份、ABS料15-25份、相溶剂1-4份、增韧剂4-8份、纳米级硅微粉5-15份、纳米级陶瓷粉10-20份、炭黑N100 10-20份、阻燃剂10-15份、羟基硅油10-15份、防老剂5-15份、铂金催化剂3-8份以及纳米级高分子复合填充剂4-10份；
所述纳米级高分子复合填充剂包括70%纳米氮化铝和30%纳米碳酸钙，其中纳米氮化铝粒径25nm-45nm，纳米碳酸钙粒径 55nm-75nm；
其制备方法包括以下步骤：
A、将PC料、ABS料、相溶剂、增韧剂混合后加入搅拌机中搅拌，搅拌机转速为2000-3000转/分，搅拌时间为5min-10min，得到混合胶A；
B、在混合胶A中加入纳米级硅微粉、纳米级陶瓷粉、炭黑N100、阻燃剂、羟基硅油、防老剂充分混合后加入反应釜中，反应釜升温过程中不断加入铂金催化剂，反应釜加热温度为70℃-80℃，加入时间为20min-30min，得到混合胶B；
C、在混合胶B中加入纳米级高分子复合填充剂，再次放入搅拌机中进行低速搅拌，搅拌速率为500转/分，搅拌时间为10min，得到混合胶C；
D、将混合胶C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为230℃-250℃，即得到PC/ABS合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种环保型PC/ABS合金材料,其特征在于：优选的成分配比为：PC料65份、ABS料20份、相溶剂3份、增韧剂6份、纳米级硅微粉10份、纳米级陶瓷粉15份、炭黑N100 15份、阻燃剂12份、羟基硅油12份、防老剂10份、铂金催化剂5份以及纳米级高分子复合填充剂7份。
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