CN106674950B - 一种耐刮擦黑亮型pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制备方法，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PC树脂55～85、ABS树脂15～40、增韧剂3～5、耐刮擦剂1～5、高光黑色砂0.5～2、抗氧剂0.1～2、润滑剂0.1～2。与现有技术相比，本发明通过在PC/ABS合金中加入自制PE‑g‑SAN耐刮擦剂，PE链段通过润滑和降低材料表面摩擦系数提高材料的耐刮擦性能，而SAN支链与基体中的ABS相容性好，能减少高亮黑表面的发雾问题，从而制得耐刮性能优异，表面效果良好的高亮黑PC/ABS合金。

Description

一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子领域，尤其是涉及一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金具有良好的加工性，冲击韧性和耐热性，已广泛应用于汽车内外饰部件。常见的黑又亮材料有PC/ABS合金，PMMA及其合金等，由于PC/ABS合金耐刮擦性能较差，而PMMA及其合金耐热和冲击性能较差。因此在要求高抗冲，高耐热和耐刮擦性能的高光内饰仪表框，饰条等部件，目前多数采用PC/ABS合金喷高光漆的方案。由于喷涂存在价格高，不环保，良率低等问题，研究如何提高免喷涂黑又亮PC/ABS合金的耐刮擦性能显得尤为重要。
提高材料的耐刮擦性能可以通过提高材料表面硬度或者降低材料的表面摩擦系数来实现。一般来说，添加高硬度的树脂(如PMMA或高硬度PC)或者填料可以提高材料表面硬度，但会造成材料韧性的下降。常用的耐刮擦剂有硅酮粉，FTFE等，硅类耐刮擦剂在使用过程会迁移到材料表面，容易造成高亮黑材料的表面发雾，影响外观；而PTFE与PC/ABS不相容，在挤出过程会造成挤出胀大，无法加工成型。
中国专利文献号CN 1032322701公开了一种耐刮擦高光PC/ABS组合物及其制备方法，通过在PC/ABS合金中加入高硬度的PMMA来提高材料的耐刮擦性能，但该方法会造成材料的冲击强度明显下降。中国专利文献号CN104448760公开了一种耐刮擦高光PC/ABS材料及其制备方法，通过在PC/ABS合金中加入AS树脂和耐刮擦剂硅油和相容剂等，提高材料的耐刮擦性，并得到较好的冲击强度。但硅油的加入会造成高光黑材料表面的发雾，虽然不影响高光面的光泽度，但目视外观会有发白的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐刮性能优异，表面效果良好的耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
所述的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为10～22g/10min。
所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，在220℃/10kg条件下的熔融指数为15～30g/10min，橡胶的重量百分含量为45～55％。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
所述的耐刮擦剂为PE-g-SAN，其中PE主链的Mn分子量为2000～5000。
所述的高光黑色砂由炭黑和分散剂混合组成。
所述炭黑的重量百分含量大于90％，所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯。
所述的抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
所述的润滑剂选自硬脂酸或硬脂酸丁酯中的一种或几种。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制备方法，采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、耐刮擦剂、高光黑色砂、抗氧剂、润滑剂按配方在高速混合机中混合均匀；
(b)将步骤(a)所得的混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机，采用中等剪切的螺杆组合，挤出温度为220～250℃，螺杆转速为300～600rpm，经过熔融挤出，造粒，制备得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。
与现有技术相比，本发明通过加入PE-g-SAN的耐刮擦剂，PE由于流动性好，分布在材料表面，作为润滑剂降低材料表面的摩擦系数；而SAN与基体中的ABS相容性好，一方面可以提高耐刮擦剂与PC/ABS合金的相容剂，避免材料出现“分层起皮”，另一方面可以将分子量较低的PE“锚固”在基材中，避免耐刮擦剂的析出，造成高光表面的发雾。由于高光黑色砂具有良好的分散性和着色性，可以保证材料的黑度且不造成表面麻点。添加的耐刮擦剂份数较少，对PC/ABS合金材料自身的物性不会造成影响，可得到耐刮擦性能良好，外观效果黑又亮的PC/ABS合金材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例中，PC树脂为帝人化成的L1225L；ABS树脂为上海高桥石化的ABS8434；增韧剂为LG公司的EM505；高光色砂为嘉兴立腾公司的YS8080；抗氧剂为BASF公司的IRGANOX 1076和IRGANOX168混合物，比例为1:1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸；耐刮擦剂1和2为自制PE-g-SAN，耐刮擦剂1的PE分子量为3000，耐刮擦剂2的PE分子量为5000；耐刮擦剂3为市售硅油。
对比例1～3和实施例1～5中各组分级含量见表1：
表1各组分及含量
制备方法如下：
(a)将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、耐刮擦剂、高光色砂、抗氧剂、润滑剂按照一定比例在高速混合机中混合均匀；
(b)将步骤(a)所得的混合物从主喂料口加入双螺杆挤出级，采用中等剪切的螺杆组合。经过熔融挤出，造粒即得到耐刮擦黑又亮的PC/ABS合金粒子。实施例1～2和对比例1挤出温度为250℃，螺杆转速为450rpm。实施例3～5和对比例2～3挤出温度为245℃，螺杆转速为400rpm。
(c)步骤(b)所述双螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60。
实施效果
将以上实施例1～5和对比例1～3制备的耐刮擦黑又亮PC/ABS合金材料分别制成高光板和1/8缺口冲击样条。
耐刮擦试验按照ASTM D7027标准进行，试验仪器为Model KK-01，刮头制件为1.0mm，刮擦速度为100mm/s，负荷为1～30N。用平板上出现划痕对应的载荷大小表征耐刮擦性能，载荷越高，耐刮擦性能越好。
Izod缺口冲击按照ASTM D256标准进行，测试条件为23℃，摆锤重量为5.5J。
发雾程度用高光板在D65标准光源下目视进行评定。
表2测试结果对比
注：★越多表示表面发雾越严重。
对比例3添加普通的耐刮擦剂虽然可以材料提高耐刮擦性能，但会造成高光面的严重发雾。实施例中，加入自制的PE-g-SAN耐刮擦剂，当PE的分子量较低时对耐刮擦性的改善更为明显，且材料表面仅轻微发雾，当采用PE分子量较高的耐刮擦剂，随着添加量的增加，耐刮擦性能得到进一步改善。
实施例6
一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PC树脂55、ABS树脂40、增韧剂3、耐刮擦剂1、高光黑色砂0.5、抗氧剂0.1、润滑剂0.1。其中，采用的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为10g/10min。ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，在220℃/10kg条件下的熔融指数为15g/10min，橡胶的重量百分含量为45％。增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。耐刮擦剂为PE-g-SAN，其中PE主链的Mn分子量为2000。高光黑色砂由炭黑和分散剂混合组成，炭黑的重量百分含量大于90％，分散剂为季戊四醇硬脂酸酯。抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。润滑剂为硬脂酸。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制备方法，采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、耐刮擦剂、高光黑色砂、抗氧剂、润滑剂按配方在高速混合机中混合均匀；
(b)将步骤(a)所得的混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机，采用中等剪切的螺杆组合，挤出温度为220℃，螺杆转速为600rpm，经过熔融挤出，造粒，制备得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。
实施例7
一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：PC树脂85、ABS树脂15、增韧剂5、耐刮擦剂5、高光黑色砂2、抗氧剂2、润滑剂2。PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为22g/10min。ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，在220℃/10kg条件下的熔融指数为30g/10min，橡胶的重量百分含量为55％。增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。耐刮擦剂为PE-g-SAN，其中PE主链的Mn分子量为5000。高光黑色砂由炭黑和分散剂混合组成，炭黑的重量百分含量大于90％，分散剂为季戊四醇硬脂酸酯。抗氧剂为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯，润滑剂为硬脂酸丁酯。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制备方法，采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、耐刮擦剂、高光黑色砂、抗氧剂、润滑剂按配方在高速混合机中混合均匀；
(b)将步骤(a)所得的混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机，采用中等剪切的螺杆组合，挤出温度为250℃，螺杆转速为300rpm，经过熔融挤出，造粒，制备得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。

Claims (8)

1.一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：
所述的耐刮擦剂为PE-g-SAN，其中PE主链的Mn分子量为2000～5000。
2.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为10～22g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，在220℃/10kg条件下的熔融指数为15～30g/10min，橡胶含量重量百分含量为45～55％。
4.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的高光黑色砂由炭黑和分散剂混合组成，所述的炭黑重量百分含量大于90％，所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯，且具有良好的分散性和着色性。
6.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂选自硬脂酸或硬脂酸丁酯中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、耐刮擦剂、高光黑色砂、抗氧剂、润滑剂按配方在高速混合机中混合均匀；
(b)将步骤(a)所得的混合物从主喂料口加入双螺杆挤出机，采用中等剪切的螺杆组合，挤出温度为220～250℃，螺杆转速为300～600rpm，经过熔融挤出，造粒，制备得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。
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