CN107674396B - 一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents
一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性pc/abs合金及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及高分子材料领域，具体是一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：PC树脂40～80份，ABS树脂20～40份，增韧剂2～5份，多功能助剂1～10份，消光剂1～10份，润滑剂0.1～1份，抗氧剂0.1～1份。本发明提供一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金及其制备方法，降低PC/ABS合金的光泽度，提高材料表面的耐刮擦性和耐候性，以满足汽车内饰免喷漆的工序，对成本的降低和环境的保护有明显改善的作用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种线型聚碳酸酯，是一种无定形的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。ABS具有很好的流动性和冲击性能。因此，PC与ABS共混，可以综合PC和ABS两者的优良性能，既可以提高ABS的耐热性和拉伸强度，又可以降低PC的熔体黏度，改善加工性能，减少对应力开裂的敏感性，并可降低成本。
中国专利文献CN102382348A(申请号201110254951.8)公开了一种反应挤出哑光剂和利用该反应挤出哑光剂的低光泽PC/ABS合金及其制备方法，通过过氧化二异丙苯等反应型交联剂来降低PC/ABS的光泽度，但是对耐候性和耐刮擦性没有帮助。
美国专利4894416公开了一种具有优良的物理性能的低光泽热塑性组合物其包含于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯聚合物共混的核-壳ASA(丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚体)树脂，虽然丙烯类缩水甘油酯聚合物能降低PC/ABS的光泽度，但是由于缩水甘油酯的加入，会降低材料的耐刮擦性能。
中国专利文献CN104098884A(申请号201410382873.3)公开了一种汽车内饰用低光泽PC/ABS合金采用超细滑石粉和马来酸酐接枝的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物与气相二氧化硅的复合物做消光剂，但是这种无机滑石粉需要很高的添加量，并且对PC/ABS的冲击性能有很大的影响，而且模具收缩率也会变小。
中国专利文献CN104403290A(申请号201410709047.5)公开了一种耐候性能优异的PC/ABS合金，将增韧剂与抗氧剂、抗UV助剂结合使用，具有良好的协效作用。虽然，该材料提高了耐候性能，但对低光泽效果却没有帮助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金及其制备方法，降低PC/ABS合金的光泽度，提高材料表面的耐刮擦性和耐候性，以满足汽车内饰免喷漆的工序，对成本的降低和环境的保护有明显改善的作用。
影响PC/ABS共混物光泽度的主要因素有：①材料本身的光泽度②材料的流动性。如果材料具有超高的流动性，在注塑成型时，超高流动的材料，会集中于部件表层，所以会表现出非常良好的模具复制效果，最终会得到良好的低光效果③模具皮纹的消光效果。一般来说，模具表面皮纹的消光效果对部件最终的光泽度效果具有决定性作用；但是，在一些流动性很差的材料中，就算模具本身具有很好的低光效果，但是如果材料复制模具皮纹效果不好的话，成型出制品的低光效果也达不到理想的效果。如图1和图2所示，材料由于流动性差，不能够完全复制皮纹的效果，导致皮纹深度变浅，所以光泽度效果会变差。所以，在这种低流动性的低光材料中，模具表面皮纹的复制效果对低光泽度就起到最关键性作用。由于PC/ABS中PC具有很高的粘度，所以提升PC/ABS的流动性对实现低光泽效果是一个重要因素。
为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：
其中，
所述的PC树脂为数均分子量为10000～30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。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 2800、PC 2400、OD2015，优选用科思创的PC-2800。
所述的ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂为本体法ABS材料，重均分子量为80000～150000g/mol，其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、ABS275和苯领的GP-22；优选本体ABS 275。
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。更优选的，所述的增韧剂粒径为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。
所述的多功能助剂为分子量为8,000～20,000g/mol的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物，优选三菱丽阳的H881。
所述的消光剂为交联的苯乙烯-丙烯腈共聚物，优选康普顿的BMAT。
所述的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。具体可选用CIBA公司生产的抗氧剂245、抗氧剂1076、168或Dover公司的S-9228；优选抗氧剂1076和抗氧剂168复配使用。
所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯(PETS)、聚乙烯蜡或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，所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，由以下成分按如下重量份组成：
其中，选用的PC树脂为科思创的PC-2800；
选用的ABS树脂为本体ABS 275；
选用的增韧剂为罗门哈斯的EXL-2620；
选用的多功能助剂为三菱丽阳的H881；
选用的消光剂为康普顿的BMAT；
选用的润滑剂为季戊四醇酯(PETS)。
本发明的第二方面，提供一种上述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性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：
本发明使用超低分子量聚甲基丙烯酸酯类聚合物和大分子交联的苯乙烯-丙烯腈共聚物。超低分子量聚甲基丙烯酸酯类聚合物的熔点在200～210℃，而常规PC/ABS的加工温度在250～270℃。根据高分子材料的流变型理论，超低分子量的材料提供了非常良好的表层流动性，复制模具的能力大大得到提升，表面出良好的低光效果；由于超高流动性的聚甲基丙烯酸酯类聚合物，其表层的浓度相对较高，提高了材料本身的耐候性能和耐刮擦性能。满足了免喷漆后，对部件表面耐候性和耐刮擦性的要求。大分子交联的苯乙烯-丙烯腈共聚物本身具有非常优异的低光效果，与超低分子量的聚甲基丙烯酸酯类共聚物起到非常良好的协效作用。
附图说明
图1.成型示意图。
图2.低光泽实现原理。
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：
PC树脂：科思创的PC-2800和OD2015；PC 2800的分子量为23,000g/mol；OD2015的分子量为17,000g/mol；
ABS树脂：本体ABS 275；
增韧剂：罗门哈斯的EXL-2620；
多功能助剂：三菱丽阳的H881；
消光剂：康普顿的BMAT；
抗氧剂：CIBA公司生产的抗氧剂1076和抗氧剂168；
润滑剂：季戊四醇酯(PETS)。
实施例1-6和对比例1-5：
表1实施例1-6和对比例1-5的组分和配比
| 配方(以重量份计算) | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 实施例1 |
| OD2015 | ||||||
| PC 2800 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 |
| ABS 275 | 31.4 | 30.4 | 28.4 | 26.4 | 23.4 | 30.4 |
| EXL 2620 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| H881 | 1 | |||||
| BMAT | 1 | 3 | 5 | 8 | ||
| 1076 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| PETS | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
表1(续)
| 配方(以重量份计算) | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| OD2015 | 65 | ||||
| PC 2800 | 65 | 65 | 65 | 65 | |
| ABS 275 | 28.4 | 26.4 | 23.4 | 28.4 | 31.4 |
| EXL 2620 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| H881 | 3 | 5 | 8 | 5 | |
| BMAT | 5 | ||||
| 1076 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| PETS | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
制备方法：
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：实施效果的评价
将上述实施例1-6和对比例1-5获得的样品，产品性能测试方法如下：
熔融指数：按ISO 1133，260℃5kg载荷下测试；
拉伸强度：按ISO 527，实验速度50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量：按ISO 178，实验速度2mm/min；
缺口冲击强度：按ISO 179；
光泽度：按ASTM D2457，在K31皮纹处读取60°的数据；
耐候性：按PV1303进行5周期耐候实验；
耐刮擦性：按GMW 14688在K31皮纹面进行测试；
测试结果如下表2所示：
表2实施例1-6和对比例1-5的测试结果
表2(续)
从对比例1～5可以看到，随着BMAT用量的增加，K31皮纹的光泽度逐渐降低；当其含量超过5％后，K31皮纹的光泽度可以达到4.5；继续增加使用量后，光泽度逐渐趋于稳定，但是仍然达不到大众的低光要求；在耐候性及耐刮擦方面，BMAT对其没有任何帮助，所以在耐刮擦性和耐候性方面也满足不了大众的要求。从实施例1～5可以看到，随着多功能助剂H881用量的增加，流动性明显提高；并且光泽度有明显降低的趋势，当用量超过5％后，K31皮纹的光泽度可以达到6.5；继续增加使用量后，光泽度逐渐趋于稳定；另外，H881更容易形成于表层，所以对耐刮擦和耐候性有很大的帮助；随着H881含量的增加，耐刮擦性和耐候性能逐渐变好。从对比例1和实施例6来看，通过添加低分子量OD2015，虽然可以提高流动性，但是，由于PC具有很高的粘度，起不到很好复制模具的效果，并且低分子量的OD2015对冲击强度有很大的影响，满足不了大众对冲击性能的要求。从对比例1、对比例4、实施例3和实施例5，可以发现使用H881和BMAT，对降低光泽度有明显的协效作用。比如实施例5，K31皮纹光泽度可以达到2.4，而且耐候性和耐刮擦性也大大得到改善，能满足大众的要求。从综合性能方面，完全实现了低光免喷涂的效果。
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 (8)
1.一种超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，由以下成分按如下重量份组成：
所述的多功能助剂为分子量为8,000～20,000g/mol的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物；所述的消光剂为交联的苯乙烯-丙烯腈共聚物。
2.根据权利要求1所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC树脂为数均分子量为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所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂为本体法ABS材料，重均分子量为80000～150000g/mol，其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。
4.根据权利要求1所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性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1所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，所述的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。
6.根据权利要求1所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉、季戊四醇酯、聚乙烯蜡或乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性PC/ABS合金，其特征在于，由以下成分按如下重量份组成：
8.一种如权利要求1-7任一所述的超低光泽、高耐候、耐刮擦性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；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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