CN106751680A - 一种超低气味超低散发的pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体是一种超低气味超低散发的PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：PC 40～80份，ABS 20～50份，增韧剂2～10份，润滑剂0.1～1份，抗氧剂0.1～1份，醇类溶剂0.1～2份，硅酸盐多孔材料0.1～2份。本发明可以去除由于小分子产生的气味和高散发特性，极大地改善了PC/ABS的气味及散发性，满足了各大主机厂对内饰材料的气味和VOC要求。

Description

一种超低气味超低散发的PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种超低气味超低散发的PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(PC/ABS)具有优异的力学性能、耐热性能等，是应用广泛的工程塑料。
中国专利文献CN103709704A公开了一种低气味、低散发PC/ABS合金及其制备方法，包含组分：PC树脂30-80％；ABS树脂：4-66.4％；相容剂：2-10％；水母粒1-5％；助剂0.1-3％，该发明通过水母粒的添加来达到去除气味及降低散发的目的，但是在高温下，PC很容易发生水解，冲击性能会急剧下降。中国专利文献CN103232700A公开了一种低气味PC/ABS增强合金材料及其制备方法，所述PC/ABS合金材料包含以下组分及重量份：PC树脂30～70份，ABS树脂20～50份，硅藻土5～15份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份，该发明通过多孔结构硅藻土的加入，来降低气味及散发性能，但是，无机物本身的活性太低，降低气味的效果很有限，而且需要很大的添加量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低气味超低散发的PC/ABS合金，降低PC/ABS合金的气味及散发性，以满足汽车内饰件的气味及散发性要求。
本发明的第一方面，提供一种超低气味超低散发的PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：
其中，
所述PC为重均分子量为17000～30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。优选PC分子量为23000g/mol。具体可选用帝人化成产L-1225Y、陶氏PC-201-10，湖南石化PC-1100、PC-1220，科思创PC 2600、PC 2400，优选用科思创的PC-2600。
所述的ABS类树脂为本体法ABS材料。重均分子量为80000～150000g/mol。包括占总重的重量百分比含量为5～30％的橡胶、10～30％的丙烯腈、40～70％的苯乙烯，具体可选用韩国锦湖石油化学株式会社的ABS P/D150、ABS P/D190，高桥石化的ABS8391、ABS8434和苯领的GP-22；优选苯领的GP-22。
所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，ABS高胶粉，聚氨酯弹性体，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)，乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物(EBA)，聚烯烃弹性体，核壳结构的硅橡胶或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)。优选MBS 2620。
所述的增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40wt％～90wt％，具体可选用产于LG的EM500、钟渊的M521、罗门哈斯的EXL-2620、EXL-2330；其中EM500、M521、EXL-2620均为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)，EXL-2330属于甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物(ACR)；优选罗门哈斯的EXL-2620。
所述抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168、亚磷酸酯抗氧剂S-9228、受阻酚抗氧剂1010、受阻酚抗氧剂1098、受阻酚抗氧剂1076中的一种或两种。优选为大分子量亚磷酸酯抗氧剂S-9228和受阻酚抗氧剂1098的混合。
所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯(PETS)、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。优选季戊四醇酯。
所述的醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇。优选沸点较低，而且成本较低的乙醇。
所述的硅酸盐多孔材料为二氧化硅或硅酸盐类的多孔结构，优选青岛卓新的新材料的XW-17。
本发明的第二方面，提供上述的超低气味超低散发的PC/ABS合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份配比配制原料，除醇类溶剂和硅酸盐多孔材料外其他原料投入预混器中混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处(主喂料口附近)通过喷雾装置注入醇类溶剂，通过侧喂料口添加硅酸盐多孔材料，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
本发明优点在于：
本发明通过在主喂口处增加喷雾装置，在低温下先将乙醇类低沸点溶剂与塑料原料进行充分的混合，在塑化段乙醇与熔融物达到分子级别的混合，并与PC/ABS材料中的小分子物质形成共沸物。由于其低沸点的特性，在第一段抽真空处携带小分子物质(分子量小于10～100g/mol)，顺利排出挤出机。但是，一些在加工中被破坏的ABS或PC的链段，分子量分布在100～500g/mol，这个物质也是气味和散发的主要来源之一，而且这种分子量级别不可能被抽真空排出。所以，在侧喂料口处，添加高活性的多孔结构物质，可以吸附这部分未被抽真空排出的低分子物质。通过两种方法的复配效果，可以去除由于小分子(分子量在10～500g/mol)产生的气味和高散发特性，极大地改善了PC/ABS的气味及散发性，满足了各大主机厂对内饰材料的气味和VOC要求。
附图说明
图1是本发明的制备方法中采用的双螺杆挤出机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
在以下各个实施例和对比例中，各原料采用下述成分：
选用的PC为科思创的PC-2600；
选用的ABS为苯领的GP-22；
选用的乳液法ABS为韩国锦湖的HR-181；
选用的AS117C为的奇美的聚苯乙烯-丙烯腈；
选用的增韧剂为罗门哈斯的EXL-2620；
选用的抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1098和Dover公司S-9228复配使用；
选用的润滑剂为季戊四醇酯(PETS)；
选用的醇类溶剂为乙醇；
选用的硅酸盐多孔材料为青岛卓新的新材料的XW-17；
选用的ABS水母粒，是GP22与水进行超临界发泡的ABS材料，含水率为10～30％。
表1对比例1～2和实施例1～5的组分和配比
表2实施例6～11的组分和配比
对比例1
S1、按照表1重量份配比配制原料并在主喂料口同时添加ABS水母粒，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
对比例2
S1、按照表1重量份配比配制原料并在主喂料口同时添加ABS水母粒及XW-17，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例1
S1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀(除乙醇外)，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处通过喷雾装置注入乙醇溶剂，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例2
S1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀(除乙醇外)，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处通过喷雾装置注入乙醇溶剂，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例3
S1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀(除乙醇外)，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处通过喷雾装置注入乙醇溶剂，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例4
S1、按照表1重量份配比配制原料及ABS水母粒，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例5
S1、按照表1重量份配比配制原料及ABS水母粒，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例6
S1、按照表2重量份配比配制原料及ABS水母粒，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例7
S1、按照表2重量份配比配制原料并在主喂料口添加XW-17，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例8
S1、按照表2重量份配比配制原料并在主喂料口添加XW-17，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例9
S1、按照表2重量份配比配制原料并在主喂料口添加XW-17，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例10
S1、按照表2重量份配比配制原料并在主喂料口添加XW-17，投入预混器中使原料混合均匀(除乙醇外)，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处通过喷雾装置注入乙醇溶剂，并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施例11
S1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀(除乙醇和XW-17外)，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在第一段螺杆处通过喷雾装置注入乙醇溶剂，并在侧喂料口处添加XW-17，最终切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
实施效果的评价
将上述对比例1～2及实施例1～11制得的PC/ABS进行相关测试：熔融按照ISO1133进行测试；冲击强度按照ISO 179进行测试；总碳按照PV3341进行测试，气味按照PV3900进行测试。测试结果如下表3和表4所示：
表3对比例1～2和实施例1～5的测试结果
表4实施例6～11的测试结果
测试项目 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 大众标准
冲击强度 38 58 57 50 56 58 ≥40
熔融指数 35 24 23 23 25 23 /
总碳 34 34 30 28 28 8 ≤30
气味 4.0 4.0 3.7 3.7 3.7 3.0 ≤4.0
从对比例1和对比例2来看，本体法ABS GP22比乳液法HR-181的气味和总碳低，主要是因为GP22的丁二烯含量在18～22％，而HR-181的胶含量在58～62％。GP22中的丁二烯被SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)很好的包裹，但是HR-181由于很高的丁二烯含量，所以很难被SAN很好的包裹，所以HR-181具有更明显的气味而且也有很高的总碳含量。
从对比例2、实施例1～3来看，通过喷雾装置，在主喂料口附件添加乙醇。由于此喂料段温度＜50℃，而且由于采用喷雾装置，所以添加量很少的情况下，乙醇就可以很好地分散在颗粒表面。我们发现，当乙醇含量添加量从0.2％增加到1％时，改善气味和总碳的作用很明显。这是因为，塑料高温熔融后，乙醇能均匀地分散在PC/ABS树脂中，乙醇可以与低分子物质(10～100g/mol)形成共沸物，在第一段抽真空处一起被脱离出来。从实施例4～6来看，添加市售的ABS水母粒也可以改善气味并降低总碳，但是在高温下PC与水会发生水解方法，产生更多小分子，而且冲击强度会急剧下降。所以，通过添加水母粒的方法有很多弊端。从实施例7～9来看，使用硅酸盐多孔材料XW-17对气味和总碳也有改善作用，但是没有添加乙醇的效果明显。而且添加量增加对冲击强度也有影响。从实施例8、10和11来看，XW-17通过侧喂料进行添加比采用主喂料添加具有非常明显的改善作用，这主要是由于如果XW-17通过主喂进行添加时，会吸附部分的乙醇，而且会影响乙醇的脱挥。如果XW-17采用侧喂料进行添加并且乙醇在主喂口附近进行添加时，在第一段抽真空处会脱除乙醇与分子量在10～100g/mol的共沸物。在侧喂料口处，添加XW-17后，其多孔结构会吸附分子量在100～500g/mol的低分子物质，所以通过这两种方法的复配达到非常理想的作用，而且远远低于主机厂的标准。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，由以下成分按如下重量份组成：
其中，所述的醇类溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇；所述的硅酸盐多孔材料为二氧化硅或硅酸盐类的多孔结构。
2.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC为重均分子量为17000～30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。
3.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS类树脂为本体法ABS材料，重均分子量为80000～150000g/mol。
4.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，ABS高胶粉，聚氨酯弹性体，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物，聚烯烃弹性体，核壳结构的硅橡胶或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯。
5.根据权利要求4所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40wt％～90wt％。
6.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168、亚磷酸酯抗氧剂S-9228、受阻酚抗氧剂1010、受阻酚抗氧剂1098、受阻酚抗氧剂1076中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的醇类溶剂为乙醇。
9.根据权利要求1所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金，其特征在于，所述的硅酸盐多孔材料为青岛卓新的XW-17。
10.一种如权利要求1-9任一所述的超低气味超低散发的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量份配比配制原料，除醇类溶剂和硅酸盐多孔材料外其他原料投入预混器中混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；
S2、将步骤S1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，并在主喂料口附近通过喷雾装置注入醇类溶剂，通过侧喂料口添加硅酸盐多孔材料，切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为300rpm，料筒温度为220-270℃；
S3、将步骤S2制得的PC/ABS复合材料经过注射成型制得成品。
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Denomination of invention: A kind of PC/ABS alloy with ultra-low odor and ultra-low emission and preparation method thereof

Effective date of registration: 20220830

Granted publication date: 20190702

Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Songjiang sub branch

Pledgor: SHANGHAI CHANGWEI JINCI ENGINEERING PLASTIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2022310000216

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