CN106995599B - 一种低voc、低迁移性pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料及其制备方法，由包含以下重量份的组分制成：聚碳酸酯70‑85份，苯乙烯‑丁二烯‑丙烯腈共聚物10‑20份，苯乙烯‑丙烯腈共聚物5‑10份；相容剂1‑5份，维生素E‑型复合热稳定剂0.05‑0.1份、二氧化钛系光稳定剂0.05‑0.1份。本发明的低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料采用维生素E‑型复合热稳定剂以及二氧化钛系光稳定剂属于绿色环保型助剂，具有添加量小、与基材有很好的相容性而不会析出等特点，且配方体系中无其他助剂类添加剂，所制得复合材料具有低VOC、有机挥发物少、低迁移性等特性，能用汽车内饰材料上。

Description

一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性材料技术领域，具体涉及一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料。
背景技术
随着我国轿车大规模地进入家庭，汽车内空气安全问题日益突出，一般而言，新车气味主要源于车内散发出的挥发性有机化合物，统称为VOC(Volatile pounds)，这其中最为常见的有：苯、甲苯、乙苯、乙醛、甲醛、丙烯醛、乙醇、苯乙烯、十四碳烷、乙酸乙酯等，而苯、甲苯、甲醛和二甲苯等这些有害物质是对人体伤害最大的，特别是长期密闭的车内环境中，由于空气的不流通，导致VOC浓度较高，车内人员易会产生乏力、头痛、恶心等中毒症状，伤害到人体的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。因此，对于驾乘人员的健康而言，改善目前车内空气质量已经迫在眉睫。
汽车内饰塑料件中使用最多的是改性PC/ABS(聚碳酸酯/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物)系列材料，PC/ABS合金融合了PC和ABS两种树脂的优越性能，用途很广泛，它增加ABS耐热尺寸安定性、改善PC低温、后壁耐冲性、降低成本。
在一个完整的零部件生产周期内，PC/ABS内饰件被要求赋予以下性能：低VOC，优异的成型加工性能，对成型复杂制件的良好适应性；出色的耐温、长期使用抗疲劳性能，能通过主机厂的总成、整车试验。但PC，ABS及添加的各种助剂会在生产过程中会不同程度地释放出难闻的气味，且PC/ABS合金的总碳散发较高。
因此，本领域尚需开发出一种低VOC高性能的PC/ABS合金材料以满足上述要求。
专利CN103554867A通过添加气味吸收剂(选自德固赛的PY88TQ)来吸收产生的生产过程中产生的气味，属于阻隔措施，不能从根本上除去气味，而且还存在成本较高、助剂功效影响其效果等问题，本发明公开的材料从源头上控制气味的生产，主料上选用低气味的ABS,并且不添加其他额外气味性重的辅料，助剂方面采用维生素E-型复合热稳定剂以及二氧化钛系光稳定剂，均属于绿色环保型助剂，是用在食品包装上的一种新型助剂，具有添加量小、与基材有很好的相容性而不会析出等特点，且配方体系中无其他助剂类添加剂，所制得复合材料具有低VOC、低迁移性等特性，能用于汽车的内饰材料上。
发明内容
本发明的目的是提供一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料及及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料及及其制备方法，由包含以下重量份的组分制成：
Figure GDA0002221559660000021
进一步方案，所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
所述苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物选自上海高桥化工的ABS8434或ABS8391；
所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的丙烯腈含量为20-30wt％，苯乙烯含量为70-80wt％；
所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体中的一种；
所述维生素E-型复合热稳定剂为N,N-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]己二胺与α-维生素E、维生素C按照1:2:0.5至1:10:2.5的重量比例配制而成；
所述维生素E-型复合热稳定剂优选为N,N-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]己二胺与α-维生素E、维生素C按照1:4:1的重量比例配制而成；
所述二氧化钛系光稳定剂为平均粒度≤100纳米且具有主要为金红石型晶体结构。
本发明的另一个发明目的是提供上述复合材料的制备方法，步骤如下：
(1)按以下配比称取原料：聚碳酸酯70-85份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-20份，苯乙烯-丙烯腈共聚物5-10份，相容剂1-5份，维生素E-型复合热稳定剂0.05-0.1份，二氧化钛系光稳定剂0.05-0.1份。
(2)在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料。
所述步骤(2)中高混机的混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180-190℃、200-230℃、220-230℃、220-230℃、220-230℃、230-240℃、230-240℃、220-230℃、220-230℃。
与现有技术相比，本发明公开的材料采用维生素E-型复合热稳定剂以及二氧化钛系光稳定剂，均属于绿色环保型助剂，是用在食品包装上的一种新型助剂，具有添加量小、与基材有很好的相容性而不会析出等特点，且配方体系中无其他助剂类添加剂，所制得复合材料具有低VOC、低迁移性等特性，能用于汽车的仪表台、门板和立柱等汽车内饰材料上。
具体实施方式
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为190℃、230℃、230℃、230℃、230℃、240℃、240℃、230℃、230℃，挤出机螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为185℃、210℃、225℃、225℃、225℃、235℃、235℃、225℃、225℃，挤出螺杆长径比为32，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为180℃、200℃、220℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为250转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合8min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为180℃、200℃、220℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为280转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合8min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为185℃、210℃、225℃、225℃、225℃、235℃、235℃、225℃、225℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为280转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比(重量份)称取原料。
在高混机中混合8min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为180℃、200℃、220℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。其中：
1)拉伸强度：按照ISO 527测试，实验速度50mm/min；
2)弯曲强度和模量：按照ISO 178测试，实验速度2mm/min；
3)简支梁缺口冲击强度：按照ISO 179测试；
4)气味测试：按照GMW 3205测试；
5)雾化测试：按照GMW 3235测试；
6)VOC测试：按照GMW 15634测试。
表1
Figure GDA0002221559660000051
表1中，
聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯为拜耳的PC2800，
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物为上海高桥化工的ABS8434，
苯乙烯-丙烯腈共聚物为LG甬兴的AS80HF，
相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物为韩国LG的MBS EM500A，
维生素E-型复合热稳定剂为N,N-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]己二胺与α-维生素E、维生素C按照1:4:1的重量比例配制而成，
二氧化钛系光稳定剂为杜邦公司光稳定剂DLS210，，
表2
Figure GDA0002221559660000061
从以上实施例可看出，按照适当的组分配比以及合适的加工工艺，能够制备出具有更好的刚性及韧性的复合材料，本发明制备的PC/ABS合金材料的气味等级满足内饰件≥6级要求，低分子化合物的雾化成分满足≤2mg，VOC含量较低。以上实施例均可满足汽车内饰件的物性要求。
为了更好地表明本发明的PC/ABS合金材料的低迁移性，按照前序的制备方法制备出对比例1-2#；对比例1#称取原料：聚碳酸酯70份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物30份，相容剂5份，气味吸收剂5份，抗氧剂1010(季戊四醇-四(3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸)2份，抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)1份，光稳剂UV531(2—羟基—4—正辛氧基二苯甲酮)2份；对比例2#称取原料：聚碳酸酯75份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物25份，相容剂5份，气味吸收剂5份，抗氧剂1010(季戊四醇-四(3-(3′，5′-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸)1份，抗氧剂DSTDP(硫代二丙酸二硬脂醇酯)1份，光稳剂UV944(聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚已基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]})2份；将对比例1-2按照实施例1的制备方法及工艺制备并测试性能，结果如表3；
其中迁移性的测试方法为：
在室温(23±2℃)下用未经氯化的水浸滤样品。对第三次迁移过程的水进行分析以测定有机化合物的含量。用二氯甲烷萃取水样，在萃取之前向水中加入同位素标记的内标。在将萃取物浓缩后，加入同位素标记的注射标准品，并且根据“气相色谱-质谱(GC-MS)法测定从与水接触的材料中水可浸滤的有机物质”，用带有质量选择性检测器的气相色谱分析萃取物。
在与浸滤测试相同的时间周期内，将极纯的水(Milli-Q)储存在酸洗过的玻璃器皿内作为操作空白，用二氯甲烷对其进行萃取，并且如测试方法中所述加入所有标准品。
将与测试水相接触的试件的表面积(S)与测试水的体积(V)的比用每分米，即dm-1(也就是dm2/dm3或dm2/l)表示。表面积与体积的比(S/V)在10.8dm-1
表3
Figure GDA0002221559660000071
从表3对比例1-2可以看出，常规的抗氧剂、光稳剂以及气味去除剂向水中迁移的酚类分解物和/或副产物远远高于本发明公开的材料，本发明公开的采用有着良好的低迁移性能。
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 (7)

1.一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
聚碳酸酯 70-85份，
苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物 10-20份，
苯乙烯-丙烯腈共聚物 5-10份，
相容剂 1-5份，
维生素E-型复合热稳定剂 0 .05-0 .1份，
二氧化钛系光稳定剂 0 .05-0 .1份；
所述维生素E-型复合热稳定剂为N ,N- 双[3-( 3 ,5- 二叔丁基-4- 羟基苯基) 丙酰] 己二胺与α- 维生素E、维生素C按照1:2:0 .5至1:10:2 .5的重量比例配制而成；
所述二氧化钛系光稳定剂为平均粒度≤ 100纳米且具有金红石型晶体结构。
2.如权利要求1所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
3.如权利要求1所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯腈共聚物的丙烯腈含量为20-30wt%，苯乙烯含量为70-80wt%。
4.如权利要求1所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料，其特征在于，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯- 丁二烯热塑性弹性体中的一种。
5.如权利要求1所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料，其特征在于，所述维生素E-型复合热稳定剂为N ,N- 双[3-( 3 ,5- 二叔丁基-4- 羟基苯基) 丙酰] 己二胺与α-维生素E、维生素C按照1:4:1的重量比例配制而成。
6.权利要求1所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按以下配比称取原料：聚碳酸酯70-85份，苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物10-20份，苯乙烯-丙烯腈共聚物5-10份，相容剂1-5份，维生素E-型复合热稳定剂0 .05-0 .1份，二氧化钛系光稳定剂0 .05-0 .1份；
（2）在高混机中将上述原料混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中混炼、挤出，得到低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料。
7.如权利要求6所述的一种低VOC、低迁移性PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中高混机的混合时间为5-15min；双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是180-190℃、200-230℃、220-230℃、220-230℃、220-230℃、230-240℃、230-240℃、220-230℃、220-230℃。
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