CN107880519A - 一种低光泽、耐侯pc/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料及其制备方法，所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下重量份的原料制成：PC树脂30～80重量份、ASA 15～60重量份、增韧剂5～10重量份、交联聚苯乙烯共聚聚合物1～5重量份、SAM 1～5重量份、热稳定剂1～3重量份、抗氧剂0.5～1重量份、耐候剂0.5～1重量份。本发明通过组份间的配合作用，不仅提高了合金材料的耐热性能、抗冲击性能，同时也降低了材料的光泽度。

Description

一种低光泽、耐侯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技术领域，具体涉及一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ASA合金材料是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(ASA)混炼而成的改性塑料。聚碳酸酯(PC)是一种分子链重复单元为碳酸酯型的聚合物，具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、介电性能优良等优点，也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、耐化学药品性差等缺点；丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯三元共聚物(ASA树脂)具有良好的韧性、刚性、耐侯性和加工性，但是在其他力学性能等方面有欠缺。PC/ASA合金性能可以弥补单组分材料的不足，达到取长补短的效果。
现有技术中，PC/ASA合金在通讯电子、家用电器以及汽车行业等领域得到广泛的应用，但是现有的PC/ASA合金材料一般采用降低PC含量的方式来勉强达到略微降低其合金材料的光泽度，提高材料耐侯性的目的；最终材料的耐高温性能受到较大影响，导致材料不能满足高温环境下的要求，而光泽度、耐侯性又调整有限的尴尬局面，限制了材料的应用及发展。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的之一是提供一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，它具有耐候性好、韧性高的特点。
本发明的目的之二是提供一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法。
为实现以上目的，本发明提供一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：PC树脂30～80重量份、ASA 15～60重量份、增韧剂5～10重量份、交联聚苯乙烯共聚聚合物1～5重量份、SAM 1～5重量份、热稳定剂1～3重量份、抗氧剂0.5～1重量份、耐候剂0.5～1重量份；其中SAM为苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物。
本发明还提供一种所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PC树脂、ASA、增韧剂、交联聚苯乙烯共聚聚合物、SAM、热稳定剂、抗氧剂、耐候剂混合均匀后，投入到双螺杆挤出机料斗中，挤出造粒，即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235～270℃。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中交联聚苯乙烯共聚聚合物的苯乙烯分子链结构与ASA中的苯乙烯存在结构上的一致性，它们具有优良的相容性，SAM可以进一步提高PC/ASA合金的界面相容性，使交联聚苯乙烯共聚聚合物与PC/ASA合金材料形成更加良好的相容体系，该相容体系能够优化PC/ASA的“海-岛”相分布，再通过引入丙烯腈组分，从微观上填充PC和ASA之间的界面间隙，从而提高了复合材料的耐热性能、抗冲击性能，同时降低PC/ASA合金的光泽度。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中SAM为苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐三种单体共聚而成的三元无规共聚物。
本发明提供了一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：PC树脂30～80重量份、ASA 15～60重量份、增韧剂5～10重量份、交联聚苯乙烯共聚聚合物1～5重量份、SAM 1～5重量份、热稳定剂1～3重量份、抗氧剂0.5～1重量份、耐候剂0.5～1重量份。
根据本发明，优选条件下，所述PC树脂的重均分子量为23000～26000。
根据本发明，优选条件下，所述增韧剂为ACR增韧剂，进一步优选的，所述ACR增韧剂的粒径为150nm～380nm。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的韧性，优选条件下，所述交联聚苯乙烯共聚聚合物选自交联苯乙烯-丙烯腈聚合物和/或交联苯乙烯-丙烯腈-丁二烯聚合物。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的热稳定性，优选条件下，所述热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物(SAG)、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的抗氧化性，优选条件下，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，进一步优选的所述受阻酚类抗氧剂可以为抗氧剂1076，所述硫代酯类抗氧剂可以为DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂可以为抗氧剂168。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的耐候性，优选条件下，所述耐候剂选自苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、二苯甲酮类、受阻苯甲酸酯类耐候剂中的至少一种，更具体的，所述耐候剂可以为邻羟基苯甲酸苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2-羟基-3,5双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯骈三唑、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、六甲基磷酰三胺中的至少一种。
根据本发明，为了进一步优化所述PC/ASA合金材料的韧性、耐候性和光泽度，优选条件下，所述PC/ASA合金材料中还含有助剂，所述助剂选自硫代酯类稳定剂、着色剂和润滑剂中的至少一种。
根据本发明，硫代酯类稳定剂能够吸收PC/ASA合金材料降解过程中产生的-OH基团，使环境维持较弱的酸性环境，抑制PC/ASA合金材料的降解，同时含硫基团本身对复合材料的热稳定性有明显提升效果；优选条件下，所述硫代酯类稳定剂为含硫的立体磷酸酯类稳定剂，如2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯。
根据本发明，为了扩展所述PC/ASA合金材料的应用范围，优选条件下，所述PC/ASA合金材料中还含有着色剂，本发明对所述着色剂的种类没有特殊的要求，可以为所属领域常用的着色剂，例如，所述着色剂选自碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的至少一种。
根据本发明，优选条件下，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
本发明还提供一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PC树脂、ASA、增韧剂、交联聚苯乙烯共聚聚合物、SAM、热稳定剂、抗氧剂、耐候剂混合均匀后，投入到双螺杆挤出机料斗中，挤出造粒，即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的均匀度，优选条件下，所述双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，主喂料15～25HZ，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235～270℃。
根据本发明，为了优化所述PC/ASA合金材料的均匀度，优选条件下，本发明中，所述原料在高速混料机中搅拌混合，所述高速混料机的转速为400～600rpm/min，搅拌时间为2～6min。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，ACR购自DOW公司，型号为EXL-2330；SMA-800购自上海华雯电子新材料有限公司；PC 1225L树脂购自日本帝人株式会社；ASA978B购自台湾奇美实业股份有限公司；交联聚苯乙烯共聚聚合物为交联苯乙烯-丙烯腈聚合物或交联苯乙烯-丙烯腈-丁二烯聚合物的至少一种，如美国科聚亚的Blendex系列BMAT。
实施例1：
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，步骤如下：
S1、将30重量份PC 1225L、50重量份ASA 978B、10重量份ACR EXL-2330、3重量份BMAT、5重量份SAM-800、2重量份SAG、0.6重量份抗氧剂1076、1重量份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、0.2重量份2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、0.2重量份碳黑、0.3重量份聚乙烯蜡加入到高速混料机中，接着在500rpm/min下搅拌4min，出料，得到原料混合物；
S2、将原料混合物投入到双螺杆挤出机料斗，其中双螺杆挤出机选用强剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为500r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.06MPa，温度为255℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm，收集粒料即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料。
实施例2：
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，步骤如下：
S1、将50重量份PC 1225L、32重量份ASA 978B、8重量份ACR EXL-2330、4重量份BMAT、4重量份SAM-800、2重量份SAG、0.6重量份DLTP、1重量份2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、0.5重量份2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、0.5重量份酞菁绿、0.2重量份硬脂酸盐加入到高速混料机中，接着在500rpm/min下搅拌4min，出料，得到原料混合物；
S2、将原料混合物投入到双螺杆挤出机料斗，其中双螺杆挤出机选用强剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为500r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.06MPa，温度为255℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm，收集粒料即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料。
实施例3：
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
本实施例低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将70重量份PC 1225L、15重量份ASA 978B、6重量份ACR EXL-2330、5重量份BMAT、3重量份SAM-800、2重量份SAG、0.6重量份抗氧剂168、1重量份2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、0.1重量份2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、0.1重量份靛蓝加入到高速混料机中，接着在500rpm/min下搅拌4min，出料，得到原料混合物；
S2、将原料混合物投入到双螺杆挤出机料斗，其中双螺杆挤出机选用强剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为500r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.06MPa，温度为255℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm，收集粒料即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料。
实施例4：
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，步骤如下：
S1、将80重量份PC 1225L、15重量份ASA 978B、5重量份ACR EXL-2330、5重量份BMAT、3重量份SAM-800、2重量份SAG、0.6重量份抗氧剂168、1重量份邻羟基苯甲酸苯酯、0.5重量份油酸酰胺、0.3重量份柠檬黄加入到高速混料机中，接着在500rpm/min搅拌下4min，出料，得到原料混合物；
S2、将原料混合物投入到双螺杆挤出机料斗，其中双螺杆挤出机选用强剪切的螺杆组合，设定双螺杆挤出机螺杆转速为500r/min，主喂料20HZ，真空度为-0.06MPa，温度为255℃，经挤出造粒，切粒机的转速为800rpm，收集粒料即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料。
实施例5
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法同实施例1。
实施例6
一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法同实施例1。
对比例1：
一种PC/ASA合金材料由以下物质制成：
所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法同实施例1。
对比例2
一种PC/ASA合金材料由以下物质制成：
测试：将上述实施例1～6以及对比例1～2制得的PC/ASA合金材料主要物性指标根据相关检测标准测试，其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、悬臂梁冲击强度、光泽度和耐候性的检测标准与检测结果如表1所示。
表1：实施例1～6和对比例1～2中各PC/ASA合金材料的性能指标
由上述实验可以看出，实施例1～6中所制备的PC/ASA合金材料在23℃条件悬臂梁缺口冲击强度大于50KJ/m2、光泽度(K31皮纹、60°)3.0～3.5、ΔE≤3(SAE 1885测试条件，601KJ)，材料也达到了刚韧平衡状态，具备优异的低光泽、高耐候特性，极具市场应用前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其特征在于，所述低光泽、耐侯PC/ASA合金材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：PC树脂30～80重量份、ASA 15～60重量份、增韧剂5～10重量份、交联聚苯乙烯共聚聚合物1～5重量份、SAM 1～5重量份、热稳定剂1～3重量份、抗氧剂0.5～1重量份、耐候剂0.5～1重量份。
2.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述PC树脂的重均分子量为23000～26000。
3.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述增韧剂为粒径为150nm～380nm的ACR增韧剂。
4.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述交联聚苯乙烯共聚聚合物选自交联苯乙烯-丙烯腈聚合物和/或交联苯乙烯-丙烯腈-丁二烯聚合物。
5.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述热稳定剂选自苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、磷酸盐类稳定剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述耐候剂选自苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、二苯甲酮类、受阻苯甲酸酯类中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，还包含助剂，所述助剂选自硫代酯类稳定剂、着色剂和润滑剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料，其中，所述硫代酯类稳定剂为含硫的立体磷酸酯类稳定剂；
所述着色剂选自碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的至少一种；
所述润滑剂选自聚乙烯蜡、硬脂酸盐和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。
10.一种根据权利要求1～9中任意一项所述的低光泽、耐侯PC/ASA合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PC树脂、ASA、增韧剂、交联聚苯乙烯共聚聚合物、SAM、热稳定剂、抗氧剂、耐候剂混合均匀后，投入到双螺杆挤出机料斗中，挤出造粒，即得到低光泽、耐侯PC/ASA合金材料；
其中，所述双螺杆挤出机螺杆转速为400～550r/min，真空度为-0.04～-0.08MPa，温度为235～270℃。
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