CN107446330A - 高冲击的pc/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

高冲击的pc/asa合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高冲击的PC/ASA合金及其制备方法，所述合金材料包括以下重量份的各组分：PC树脂30～75，ASA树脂5～30，SAN树脂5～25抗氧剂0.1～1，润滑剂0.1～1，相容剂1～5份，增韧剂2～10。将上述组分在搅拌机中后，通过双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为400～600rpm，挤出温度为240～260℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高冲击PC/ASA合金材料。与现有技术相比，本发明可以使制得的PC/ASA合金材料具有超高冲击物性。

Description

高冲击的PC/ASA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，尤其是涉及一种高冲击的PC/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)是一种物理性能与ABS相类似的工程塑料。ASA树脂具有良好的尺寸稳定性、高缺口冲击性能等特点。与ABS树脂相比，ASA树脂在材料的耐候性、耐老化性等方面存在巨大优势。这是因为ABS中聚丁二烯的双键在氧气、UV辐射和受热的情况下容易被氧化和交联，使得橡胶老化，冲击强度下降和褪色。而ASA中由于不含有碳碳双键，使得ASA具有更好的耐候性和抗老化性。因此，ASA工程塑料在汽车、通信、电子等行业有很大的市场应用空间，可用于制作高性能的汽车外饰件、家电室外部件等。
PC/ASA合金材料具备的耐候性、耐老化性以及耐溶剂性，使得它常常替代PC/ABS作为汽车外饰件使用。随着汽车产业对高耐候合金材料的新需求，开发一种高冲击的PC/ASA材料具有比较重大的意义。
现有技术中，专利CN102372915A中公开了一种高冲击高流动PC/ASA合金材料，其制备的PC/ASA合金材料的无缺口冲击可以达到85KJ/m2以上，但是缺口冲击都在40KJ/m2以下。
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，提供一种高冲击的PC/ASA合金材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份的各组分：
PC树脂30～75份，
ASA树脂5～30份，
SAN树脂5～25份，
抗氧剂0.1～1份，
润滑剂0.1～1份，
相容剂1～5份，
增韧剂2～10份。
优选地，所述的PC树脂的重均分子量为30000-45000。
优选地，所述的ASA树脂为丙烯晴—苯乙烯—丙烯酸丁酯组成的接枝共聚物，其中所述丙烯酸丁酯的含量为15～55wt％。
优选地，所述的相容剂为SAN和马来酸酐的接枝物(SAN-g-MAH)、SAN和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(SAN-g-GMA)、乙烯丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(EMA-GMA)中的一种或几种。
更优选地，所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(EMA-GMA)。
优选地，所述ASA树脂和SAN树脂的重量比为1.5:1。
优选地，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯核壳类的冲击改性剂；所述冲击改性剂以硅/丙烯酸酯为核，以甲基丙烯酸甲酯为壳，其中硅橡胶含量10％，橡胶粒径在100-250nm。
优选地，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
优选地，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
本发明还提供了一种高冲击的PC/ASA合金材料的制备方法，该方法采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ASA树脂、SAN树脂、增韧剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为400～600rpm，挤出温度为240～260℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高冲击的PC/ASA合金材料。
优选地，所述的双螺杆挤出机采用的挤出机螺杆的长径比为44：1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明方案制得的PC/ASA合金材料不仅综合PC和ASA各自的优良性能，同时还具备超高冲击性能，其缺口冲击可高达71.3KJ/m2。
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1
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂75份、ASA树脂10份、SAN树脂10份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂4份、EMA-GMA 1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为600rpm，挤出温度为240～260℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
对比例1
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂80份、ASA树脂10份、SAN树脂10份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为400rpm，挤出温度为240～260℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
对比例2
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂76份、ASA树脂10份、SAN树脂10份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂4份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法与实施例1相同。
对比例3
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂79份、ASA树脂10份、SAN树脂10份、EMA-GMA 1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法与实施例1相同。
将上述实施例1与对比例1制备的PC/ASA合金材料注塑成冲击样条，按照ISO 179方法进行常温冲击强度试验，结果见表1。
表1常温缺口冲击试验
实施例2
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂70份、ASA树脂15份、SAN树脂10份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂4份、EMA-GMA1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为400rpm，挤出温度为250℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
实施例3
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂70份、ASA树脂10份、SAN树脂15份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂4份、EMA-GMA1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为450rpm，挤出温度为250℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
实施例4
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂70份、ASA树脂12份、SAN树脂15份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂2份、EMA-GMA1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为450rpm，挤出温度为250℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
实施例5
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂72份、ASA树脂10份、SAN树脂15份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂2份、EMA-GMA1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为450rpm，挤出温度为250℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
实施例6
一种高冲击的PC/ASA合金材料，包括以下重量份数的组分：PC树脂65份、ASA树脂15份、SAN树脂15份、甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯增韧剂4份、EMA-GMA1份、亚磷酸酯0.2份、季戊四醇酯0.2份。
其制备方法如下：
将上述备好的组分送入搅拌机中预混3～10分钟，将上述得到的预混料通过双螺杆挤出机，控制螺杆挤出机转速为600rpm，挤出温度为250℃，压力为2～4MPa，螺杆长径比为44:1。
将上述实施例2-4制备的PC/ASA合金材料注塑成冲击样条，按照ISO 179方法进行常温冲击强度试验，结果见表2。
表2常温缺口冲击试验
从表1和表2的结果可以看出，本发明中的实施例1-6与对比例1相比，实施例1-6具有较高的冲击强度。通过加入1份EMA-GMA，可以改善基材的相容性，与其他两种相容剂SAN-g-MAH和SAN-g-GMA相比较，加入EMA-GMA能起到扩链和增韧的多重效果，可以显著地提高PC/ASA冲击物性。同时，调整ASA和PC比例对PC/ASA合金材料的冲击性能也具有重大的影响。过多的PC组分会影响材料的流动性，而过少则会降低材料的冲击和耐热性。因此合适的PC份数是获得高冲击性能的重要因素。另外ASA和SAN的比例也是十分关键，过多的ASA胶粉和SAN添加量都会降低材料的冲击物性，实验发现ASA和SAN树脂质量分数为1.5:1时，材料的冲击性能达到最优。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
PC树脂30～75份，
ASA树脂5～30份，
SAN树脂5～25份，
抗氧剂0.1～1份，
润滑剂0.1～1份，
相容剂1～5份，
增韧剂2～10份。
2.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的PC树脂的重均分子量为30000-45000。
3.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的ASA树脂为丙烯晴—苯乙烯—丙烯酸丁酯组成的接枝共聚物，其中丙烯酸丁酯的含量为15～55wt％。
4.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的相容剂为SAN和马来酸酐的接枝物、SAN和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物、乙烯丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/硅/丙烯酸酯核壳类的冲击改性剂；所述冲击改性剂以硅/丙烯酸酯为核，以甲基丙烯酸甲酯为壳，其中硅橡胶含量10％，橡胶粒径在100-250nm。
6.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1所述的高冲击的PC/ASA合金材料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
(a)将PC树脂、ASA树脂、SAN树脂、增韧剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入搅拌机中进行混合；
(b)将步骤(a)所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，控制螺杆挤出机转速为400～600rpm，挤出温度为240～260℃，压力为2～4MPa，经过熔融挤出，造粒即可制得高冲击的PC/ASA合金材料。
9.根据权利要求8所述的高冲击PC/ASA合金材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机采用的挤出机螺杆的长径比为44：1。
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