CN107163533B - 一种防螺丝孔开裂的pc/abs合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料领域，具体是一种防螺丝孔开裂的PC/ABS合金由以下成分按如下重量份组成：PC树脂50‑70份，ABS树脂10‑30份，SAN树脂20‑30份，防应力开裂剂1‑5份，相容剂1‑5份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.1‑1份。本发明还提供这种PC/ABS合金的制备方法。本发明通过乙烯‑丙烯酸酯共聚物及乙烯‑丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的添加，不仅降低了PC/ABS合金的内应力而且提高了PC和ABS两相的相容性，使得长时间放置后螺丝孔开裂问题得到解决。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种防螺丝孔开裂的PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
在PC/ABS合金中，PC材料的粘度较高，在材料成型时，由于内应力的存在，很容易导致螺丝孔的开裂。有时，拧螺丝时虽然未发生开裂的问题。但是经过1周或几个月的时间，由于内应力的释放，螺丝柱逐渐出现开裂的现象，引起了很大质量问题。材料配方上，如果简单从降低PC的分子量来提高材料的流动性，在一定程度上可以降低材料的内应力，但是材料的冲击强度却不能得到保证，经不起扭力而导致开裂。
中国专利文献CN103342886A(申请号201310305669.7)公开了一种喷涂PC/ABS合金材料及其制备方法，通过高流动SAN的加入来提高PC/ABS的流动性。虽然这种是提高PC/ABS流动性的方法，但是小分子SAN的加入无疑会降低PC/ABS的冲击性能。
中国专利文献CN102516735A(申请号：201110407697.0)公开了一种低内应力电镀PC/ABS合金材料及其制备方法，通过PA的加入来提高PC/ABS的内应力，虽然通过PA的确能提高PC/ABS合金的流动性，但是PA是极性材料，其本身与PC/ABS是不相容，这会导致材料的分层，材料的冲击性能会急剧降低，所以螺丝孔开裂会更加明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防螺丝孔开裂的PC/ABS合金及其制备方法，通过乙烯-丙烯酸酯共聚物及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的添加，解决PC/ABS材料长时间放置后螺丝孔开裂的问题。
本发明的第一方面，提供一种防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：
其中，
所述的PC树脂为重均分子量为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-1220，三养PC 3025，优选三养PC 3025。
所述的ABS树脂为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 H151、ABS H181，高桥石化的ABS8391、ABS8434和苯领的GP-22；优选韩国锦湖的ABS H181。
所述的SAN树脂为分子量为100,000-200,000g/mol，AN(丙烯腈)含量为20-35％，优选分子量为130000g/mol，AN含量为26％的SAN326。
所述的防应力开裂剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)。可选用阿克玛的29MA003和24MA005，优选阿克玛的24MA005。
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。可选用阿克玛的AX-8900或AX-8840，优选阿克玛的AX-8900。
所述的抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂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中的一种或两种以上。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。
所述的润滑剂选自硅酮粉、季戊四醇酯(PETS)、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。优选季戊四醇酯。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：
其中，选用的PC树脂为三养的PC 3025；
选用的ABS树脂为韩国锦湖的H181；
选用的SAN树脂为的韩国锦湖的SAN326；
选用的防应力开裂剂为阿克玛的24MA005；
选用的相容剂为阿克玛的AX-8900；
选用的抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂1098和受阻酚抗氧剂S-9228复配使用；
选用的润滑剂为季戊四醇酯(PETS)。
本发明的第二方面，提供一种上述的防螺丝孔开裂的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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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。
本发明有益效果在于：
由于乙烯-丙烯酸酯共聚物中乙烯的高流动性，很大程度上提高了PC/ABS的流动性，减少了PC的内应力；另外，由于乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯与PC/ABS具有很好的相容性，所以避免了在强剪切和熔接线处出现的PC和ABS的相分离，进而提高了螺丝孔强度。所以，本发明最终通过乙烯-丙烯酸酯共聚物及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的添加不仅降低了PC/ABS合金的内应力而且提高了PC和ABS两相的相容性，使得长时间放置后螺丝孔开裂问题得到解决。
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树脂为三养的PC 3025；
选用的ABS树脂为韩国锦湖的H181；
选用的SAN树脂为的韩国锦湖的SAN320和SAN326；
选用的防应力开裂剂为阿克玛的24MA005；
选用的相容剂为阿克玛的AX-8900；
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)。
表1 对比例1～2和实施例1～4的组分和配比
对比例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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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2重量份配比配制原料，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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1重量份配比配制原料，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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 实施效果评价
表2 对比例1～2和实施例1～6的测试结果
备注：断裂伸长率测试条件为50mm/min；螺丝孔开裂的实验是采用M3的自攻螺丝，塑料螺孔内径为2.6。使用20N的扭力进行拧螺丝实验，观察螺丝柱是否有开裂的现象。并且在室温保存3个月后，统计螺丝柱开裂的比例。每个配方分别使用50件样品进行测试。
通过对比例1和2可以看到，虽然通过提高流动性可以改善内应力，但还是解决不了长期放置后螺丝孔开裂的问题。通过实施例1和2可以看到，通过添加乙烯-丙烯酸酯共聚物可以提高PC/ABS的流动性(进而降低了材料内部的内应力)，所以对改善螺丝孔开裂有明显的作用，但是添加量超过2％后，出现下降的趋势。这主要是由于乙烯类聚合物与PC/ABS体系相容不太好，添加量超过一定比例后会出现分层的现象。通过实施例3～5可以看到，通过添加乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯可以改善长期放置后螺丝孔开裂的问题，主要是由于乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯与PC/ABS有很好的相容性，防止在螺丝柱高剪切条件下，PC和ABS两相的分离，并且会改善乙烯-丙烯酸酯共聚物与PC/ABS的相容性。但是添加量超过2％后，会有下降的趋势，主要是由于乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯会降低PC/ABS体系的流动性，添加量过高，反而会提高体系的内应力，对防止螺丝孔开裂是不利的。通过实施例6可以看到，通过乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的辅配，具有很好的协同效应，既降低了PC/ABS的内应力而且提高了PC/ABS的相容性和冲击性能，最后解决了长期放置后螺丝开裂的问题。
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)
1.一种防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，由以下成分按如下重量份组成：
其中，所述的防应力开裂剂是乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；所述的相容剂是乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
2.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC树脂为重均分子量为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2所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC树脂分子量为23000g/mol。
4.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂为重均分子量为80000～150000g/mol的ABS材料，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。
5.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的SAN树脂分子量为100,000-200,000g/mol，丙烯腈含量为20-35％。
6.根据权利要求5所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的SAN树脂分子量为130000g/mol，AN含量为26％。
7.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的抗氧剂选自亚磷酸酯抗氧剂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中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂选自硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述的防螺丝孔开裂的PC/ABS合金，其特征在于，由以下成分按如下重量份组成：
10.一种如权利要求1-9任一所述的防螺丝孔开裂的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，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，挤出并切粒得到PC/ABS复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，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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