CN107245236A - 高耐化学品性的pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

高耐化学品性的pc/abs合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，合金材料包括以下重量份数的各组分：PC树脂：50～70；ABS树脂：20～40；PVDF树脂：1～10；改性氟橡胶：1～10；增韧剂：1～5；抗氧剂：0.1～1；润滑剂：0.1～1。将所述PC树脂、ABS树脂、PVDF树脂、改性氟橡胶、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，经双螺杆挤出机共混、造粒，即得到高耐化学品性的PC/ABS合金材料。本发明将PVDF添加到PC/ABS体系中改善其耐磨、耐化学品性差的缺点；又利用马来酸酐改性的氟橡胶作为相容剂，不仅改善PVDF与PC/ABS的相容性，还提高了PC/ABS的耐候性与耐化学品性。

Description

高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地，涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料结合了PC树脂的韧性、耐热性，又具有ABS树脂优良的低温冲击性能、加工流动性等优点。PC/ABS合金材料已经成为汽车、家电、电子等领域选材的理想材料，PC/ABS材料常常作为汽车内装饰件如中控面板、出风口壳体、副仪表板面板的选材首选。但是PC/ABS材料也有其缺点，如耐候性、耐磨性、耐化学品性差等。电镀、喷漆、水转印等后加工赋予了PC/ABS材料优美的外观，同时大大降低了其与其他介质的接触，掩盖了其缺点。但PC/ABS材料也经常以皮纹形式成型制件进行使用，由于其本身耐化学品性差的特性，在接触某些试剂时，如防晒霜、汽油等，常常出现变色问题，严重时制件出现开裂。因此开发高耐化学品性的PC/ABS合金材料具有现实而重要的意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料，包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：50～70份；
ABS树脂：20～40份；
PVDF树脂：1～10份；
改性氟橡胶：1～10份；
增韧剂：1～5份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。在上述组分中PVDF树脂与改性氟橡胶的添加量过低对于耐化学品以及耐候性能改善没有作用，添加量过高会对PC/ABS本身材料性能有较大影响，如耐热、冲击等。同时添加量过高时，容易出现不相容问题影响制件外观。
优选地，所述PC树脂为芳香族聚碳酸酯。
优选地，所述PC树脂的重均分子量为15000～30000，PC树脂的玻璃化温度为140～150℃。
优选地，所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中丁二烯的重量百分比含量为10～55％，丙烯腈的重量百分比含量为15～32％，苯乙烯的重量百分比含量为30～70％；所述ABS树脂的重均分子量为100000～180000。
优选地，所述PVDF树脂选自偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯与三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物中的一种或几种。
优选地，所述改性氟橡胶为马来酸酐改性偏氟乙烯-三氟氯乙烯二元共聚物、马来酸酐改性偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚物、马来酸酐改性偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物中的一种或两种。其中，马来酸酐改性上述氟橡胶的原理是利用引发剂、促进剂以及硫化剂通过密炼机共混将马来酸酐接枝到氟橡胶上，利用马来酸酐改性上述氟橡胶具有马来酸酐官能团，与PC具有良好的相容性；同时氟橡胶与PVDF树脂相容性较好；马来酸酐改性的氟橡胶即可作为PC与PVDF树脂的相容剂，其本身耐化学品性与耐候性良好，可以进一步提高PC/ABS材料的性能。
优选地，所述马来酸酐在氟橡胶中的质量百分比含量为2-10％。马来酸酐含量过低，与PC的相容性较差；马来酸酐接枝反应存在接枝效率的问题，目前技术下马来酸酐含量无法做到较高接枝率。
优选地，所述增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸酯类增韧剂、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。
更优选地，所述丙烯酸类增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类共聚物或丙烯酸-硅橡胶类增韧剂；所述丙烯酸酯类增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物或乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
优选地，所述润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
第二方面，本发明还涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
将所述PC树脂、ABS树脂、PVDF树脂、改性氟橡胶、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，经双螺杆挤出机共混、造粒，即得到高耐化学品性的PC/ABS合金材料。
优选地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220～260℃，螺杆转速为300～600rpm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明所提供的该种PC/ABS合金材料及其制备方法简单易行，利用PVDF本身高耐磨、耐化学品性的特性，添加到PC/ABS体系中改善其耐磨、耐化学品性差的缺点。但PVDF与PC之间还存在相容性差的问题，利用马来酸酐改性的氟橡胶作为相容剂，不仅可以改善PVDF与PC/ABS相容性差的问题，还提高了PC/ABS的耐候性与耐化学品性，获得了高耐化学品性的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。
实施例及对比例中涉及组分及特性如下：
PC-1选用三菱化学的PC7025PJ，重均分子量为24000，玻璃化温度为146℃；
PC-2选用拜耳的2400，重均分子量为20000，玻璃化温度为144℃；
ABS-1选用高桥石化的ABS3513；
ABS-2选用陶氏的3325MT；
PVDF-1树脂选用上海东氟化工的聚偏氟乙烯PVDF T-2；
PVDF-2树脂选用Arkema的聚偏氟乙烯1000HD；
马来酸酐改性氟橡胶-1为使用偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡胶生胶自制，马来酸酐的质量百分比含量为3％；
马来酸酐改性氟橡胶-2为使用偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡胶生胶自制，马来酸酐的质量百分比含量为8％；
其他未改性氟橡胶为偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚氟橡胶生胶；
增韧剂-1选用LG化学的EM521；
增韧剂-2选用罗门哈斯的2691A；
抗氧剂为Ciba公司的Irganox 1076和Irganox 168，其重量比为1：1；
润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸。
对比例1
本对比例涉及一种耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：35；增韧剂：5；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例2
本对比例涉及一种耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：25；PVDF树脂：10；增韧剂：5；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例3
本对比例涉及一种耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：31；PVDF树脂：4；增韧剂：5；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例4
本对比例涉及一种耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：34；改性氟橡胶：3；增韧剂：3；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例1
本实施例涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：25；PVDF树脂：7；改性氟橡胶：3；增韧剂：5；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例2
本实施例涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：57；ABS树脂：20；PVDF树脂：10；改性氟橡胶：10；增韧剂：3；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例3
本实施例涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC树脂：60；ABS树脂：24；PVDF树脂：10；改性氟橡胶：3；增韧剂：3；抗氧剂1076：0.1，抗氧剂168：0.1；润滑剂PETS：0.1。
(2)将原材料从喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例4
本实施例4涉及一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，具体组分含量见表1所示，具体制备方法与实施例1相同。
对比例5
本对比例5涉及一耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，具体组分含量见表1所示，具体制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：采用其他未改性氟橡胶。
对比例6
本对比例6涉及一耐化学品性的PC/ABS合金材料及其制备方法，具体组分含量见表1所示，具体制备方法与对比例1相同，不同之处在于：未添加增韧剂。
性能测试
将以上对比例及实施例所制备的耐化学品性的PC/ABS合金材料注塑成尺寸为140×90×3mm的样板。首先，对其外观进行评价；然后，按照吉利汽车材料标准Q/JLYJ7110849A-2014要求，选择挡风玻璃清洗剂、溶剂汽油、动物油脂进行耐化学品性试验，同样对试验后的样板表面状况进行评估。其结果如下表1所示：
表1
由上表可知，通过在PC/ABS材料中加入PVDF树脂以及改性氟橡胶，不仅解决了PVDF与PC之间还存在相容性差的问题，利用马来酸酐改性的氟橡胶作为相容剂，不仅可以改善PVDF与PC/ABS相容性差的问题，还提高了PC/ABS的耐候性与耐化学品性，获得了高耐化学品性的PC/ABS合金材料。
由实施例1与对比例1对比可知，在PC/ABS材料中加入PVDF树脂和改性氟橡胶后，材料的耐化学品性特别是对溶剂汽油和动物油脂的耐受性明显改善；由实施例1与对比例2对比可知，在添加有PVDF树脂的PC/ABS材料中加入改性氟橡胶后，材料不仅外观良好，同时耐化学品性明显改善；由实施例3和对比例4可知，仅添加改性氟橡胶而未添加PVDF树脂时，材料的耐化学品性能表现并不好。由实施例1和对比例5可知，在体系中添加其他未改性氟橡胶时，材料的相容性变差，表面严重发花，影响制件外观。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：50～70份；
ABS树脂：20～40份；
PVDF树脂：1～10份；
改性氟橡胶：1～10份；
增韧剂：1～5份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述PC树脂为芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求1或2所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述PC树脂的重均分子量为15000～30000，PC树脂的玻璃化温度为140～150℃。
4.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中丁二烯的重量百分比含量为10～55％，丙烯腈的重量百分比含量为15～32％，苯乙烯的重量百分比含量为30～70％；所述ABS树脂的重均分子量为100000～180000。
5.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述PVDF树脂为偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯与三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯与四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述改性氟橡胶为马来酸酐改性偏氟乙烯-三氟氯乙烯二元共聚物、马来酸酐改性偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚物、马来酸酐改性偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯三元共聚物中的一种或两种；所述马来酸酐在改性氟橡胶中的质量百分比含量为2-10％。
7.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸酯类增韧剂、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
10.一种如权利要求1所述的高耐化学品性的PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述PC树脂、ABS树脂、PVDF树脂、改性氟橡胶、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，经双螺杆挤出机共混、造粒，即得到高耐化学品性的PC/ABS合金材料。
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