CN108102327A - 一种低气味pc/abs耐磨合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低气味PC/ABS耐磨合金材料及其制备方法，包括如下步骤，（a）将PC树脂、ABS树脂充分混合；（b）将气相二氧化硅、润滑剂、抗氧剂等充分混合；（c）将步骤（a）所得混合物由喂料机喂到第一阶双螺杆挤出机进料口，将步骤（b）所得混合粉末经强制侧喂料喂到第二阶双螺杆挤出机第二区；（d）在第一阶双螺杆挤出机的第四节、第二阶双螺杆挤出机的第一节和第二阶双螺杆挤出机第五节三处抽真空；（e）第二阶双螺杆挤出机的出料口得到的产品，熔融后经水下切粒机造粒得到低气味PC/ABS耐磨合金材料。本发明的制备方法通过在工艺改进和物理吸附双重作用，达到降低气味的效果，适于降低多种组分的气味，且对产品性能影响小。
Description
技术领域
本发明属于高分子成型加工领域，具体涉及一种低气味PC/ABS耐磨合金材料的制备方法。
背景技术
PC/ABS合金材料是由PC（聚碳酸酯）和ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）按一定的比例合成的一种合金材料，其具有耐热性好，奶冲击强度大，加工性能好等多种有点，在电子电气、汽车以及许多高新技术领域有着广泛的应用。但是在ABS树脂的制造过程中，存在较多的小分子杂质，气味较难闻；而且在PC/ABS合金材料制备过程中，往往会添加各种相容剂，都不同程度释放出难闻的气味，尤其是在高温的密闭环境内更为严重。随着人们环保意识的不断提高，对产品舒适度要求越来越高，用PC/ABS合金材料制成的各种汽车内饰件已受到消费者越来越多的质疑。针对汽车环保性能的要求，开发更低气味、更低VOC的产品越来越重要。
关于如何降低高分子材料中所释放的气味问题，常用方法包括化学反应和物理吸附两种。化学反应法是指一些能与有气味小分子物质反应的添加剂，这些添加剂与小分子反应，产生分子链大、在一般环境中不能挥发出来的化合物，从而消除气味。但化学方法中添加物质的针对性强，且添加剂对材料的物理性能特别是冲击性能影响很大，不具备很大的实用价值，导致其使用面窄。物理吸附理论上讲，大量的空洞可以对任何产生气味或其他挥发份的小分子进行吸附。目前常用的物理吸附剂包括活性炭、硅胶、凹凸棒、黏土矿物体系、分子筛、沸石、硅灰石、膨润土等。上述方法，通常只能针对某种或某几种组分的气味起作用，无法从根本上针对不同组分相互作用而产生的气味起作用。
专利文献CN103709704A公开了一种低气味、低散发PC/ABS合金，其通过马来酸酐接枝物提高复合材料的相容性，添加由聚丙烯、矿物填料和水组成的复合物水母粒，从而除去加工中产生的各类挥发性小分子，达到除气味的目的。但该方法中增加了新的组分，原料比例需要严格控制，水母粒的用量过多，会在螺杆中跳沸，不利于生产，倒置工艺和质量控制难度大大增加，产品成本也大大增加。
发明内容
为解决现有技术中不能针对多种组分相互作用产生的气味起作用，除味添加剂对生产工艺和产品质量提出更高的要求，导致工艺难度增加、成本增加等问题， 本发明提供了一种低气味PC/ABS耐磨合金材料及其制备方法，本发明的制备方法通过在工艺改进和物理吸附双重作用，达到降低气味的效果，适于降低多种组分的气味，且对产品性能影响小。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低气味PC/ABS耐磨合金材料，由以下重量配比的原料配制成：
PC树脂 40~80份，
ABS树脂 20~40份，
气相二氧化硅 5~10份，
润滑剂 0.1~1份，
抗氧剂 0.1~1份，
光稳定剂 0.1~1份。
所述的润滑剂、抗氧化剂等没有限制，常规助剂均可，还可以包括光稳定剂等其他助剂。所述润滑剂可选自烃类（如聚乙烯蜡、石蜡等）、脂肪酸类、脂肪醇类、脂肪酸皂类和脂肪酰胺类，作为实例，例如液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺或N,N-乙撑双硬脂酸酰胺等中的一种或几种的混合物。所述的抗氧剂可选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇、2,6-二叔丁基对甲酚、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂醇酯或双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯等中的一种或几种的混合。所述光稳定剂可选自水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类如UV一531、UV一326、UV-327等。
本发明还提供了用于制备上述合金材料的设备：一种双螺杆双阶机，包括第一阶双螺杆挤出机和第二阶双螺杆挤出机；其中，所述第一阶双螺杆挤出机共有五节，其中第一节设有喂料口，第四节设有真空抽提；所述第二阶双螺杆挤出机共有六节，其中，所述第二阶双螺杆挤出机的第一节与第一节双螺杆挤出机的第五节相连；所述第二阶双螺杆挤出机的第一节和第五节分别设有真空抽提口，所述第二阶双螺杆挤出机的第二节设置有侧喂料口；所述第二阶双螺杆挤出机的第六节设有出料口。
优选的，所述双螺杆双阶机，其第一阶双螺杆挤出机的长径比为20:1；其第二阶双螺杆挤出机的长径比24:1。
本发明的双螺杆双阶机，在第一阶双螺杆挤出机的喂料口加入基料；在第二阶双螺杆挤出机的第二节处通过强制侧喂料喂入粉体助剂；在所述第一阶双螺杆挤出机的第四节和第二阶双螺杆挤出机的第一节、第五节处抽真空；在第二阶双螺杆挤出机的第六节处设有出料口。
本发明还提供了上述合金材料的制备方法：一种低气味PC/ABS耐磨合金材料的制备方法，包括如下步骤，（a）将PC树脂、ABS树脂充分混合，得到基料混合物；（b）将气相二氧化硅、润滑剂、抗氧剂及光稳定助剂等充分混合，得到助剂混合粉末；（c）将步骤（a）所得混合物由喂料机喂到第一阶双螺杆挤出机进料口，将步骤（b）所得混合粉末经强制侧喂料喂到第二阶双螺杆挤出机第二区；（d）在第一阶双螺杆挤出机的第四节、第二阶双螺杆挤出机的第一节和第二阶双螺杆挤出机第五节三处抽真空；（e）第二阶双螺杆挤出机的出料口得到的产品，熔融后经水下切粒机造粒得到低气味PC/ABS耐磨合金材料。
优选的，步骤（a）采用高混机高速混合，使基料混合均匀。
优选的，步骤（b）通过三维V型混合机混合。
优选的，步骤（c）中的原料均通过失重计量后再喂料。
本专利通过在加入气相二氧化硅之前通过两次气提抽提掉大量气味小分子，能够降低气相二氧化硅吸附剂的用量；通过第三次气提得到低气味合金。
本发明还提供采用上述制备方法所制备的低气味PC/ABS耐磨合金材料。
与现有技术的方式相比，本专利具有以下有益效果：
1、本发明通过针对颗粒状基料和粉末助剂的不同特点，采用针对性混合方式确保了物料的混合均匀及稳定性，避免了生产过程中粉体沉积导致合金配比失衡的风险；
2、通过对粉体助剂单独采用侧喂料方式，避免了颗粒与粉体混合到一起造成的长时间生产过程中，粉体助剂聚集在喂料机及料斗底部造成的配比失衡的风险；基料及粉体助剂混合更均匀，更有利于产出性能均一的合金材料；
3、通过对颗粒基料和粉体助剂的失重计量，保证了生产过程中基料与粉体助剂的配比准确性；
4、本发明通过抽真空和二氧化硅吸附双重作用，从而大大降低了产品气味，且对产品性能无影响；
5、本发明制备方法方法适用于多种不同产品的制备；且操作简单，对物料控制方便，适合于工业生产；
6、本发明的产品具有低气味和耐磨的特点。
附图说明
图1 本发明的双阶双螺杆挤出机的功能示意图。
具体实施方式
下文将结合附图和具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，下文中原料为市场采购而来。
如图1所示，本发明的双螺杆双阶机，包括第一阶双螺杆挤出机和第二阶双螺杆挤出机；其中，所述第一阶双螺杆挤出机共有五节，其中第一节设有喂料口，第四节设有真空抽提；所述第二阶双螺杆挤出机共有六节，其中，所述第二阶双螺杆挤出机的第一节与第一节双螺杆挤出机的第五节相连；所述第二阶双螺杆挤出机的第一节和第五节分别设有真空抽提和，所述第二阶双螺杆挤出机的第二节设置有侧喂料口；所述第二阶双螺杆挤出机的第六节设有出料口。所述双螺杆双阶机，其第一阶双螺杆挤出机的长径比为20:1；其第二阶双螺杆挤出机的长径比24:1。
按照以下比例称取原料，其中PC树脂选用陶氏的PC-200-3，ABS树脂选用上海高桥石化的ABS8434，气相二氧化硅为市售品，润滑剂为液体石蜡，抗氧化剂为Ciba公司的Irganox168,
PC树脂 80份，
ABS树脂 30份，
气相二氧化硅 5份，
润滑剂 0.5份，
抗氧剂 0.5份。
制备步骤如下：（a）将PC树脂、ABS树脂加入到高混机中高速混合3min，使基料充分混合；（b）将气相二氧化硅、润滑剂、抗氧剂通过三维V型混合机充分混合；（c）将步骤（a）所得混合物由喂料机喂到第一阶双螺杆挤出机进料口，将步骤（b）所得混合粉末经侧喂料口强制侧喂料喂到第二阶双螺杆挤出机第二区；（d）在第一阶双螺杆挤出机的第四节、第二阶双螺杆挤出机的第一节和第二阶双螺杆挤出机第五节三处抽真空；（e）第二阶双螺杆挤出机的出料口得到的产品，熔融后经水下切粒机造粒得到低气味PC/ABS耐磨合金材料。
本发明通过针对颗粒状基料和粉末助剂的不同特点采用针对性混合方式确保了物料的混合均匀及稳定性，从而更有利于产出性能均一的合金材料；通过对颗粒基料和粉体助剂的失重计量保证了生产过程中基料与粉体助剂的配比准确性；通过对粉体助剂单独采用侧喂料方式避免了颗粒与粉体混合到一起造成的长时间生产过程中粉体助剂聚集在喂料机及料斗底部造成的配比失衡的风险；生产过程中物料比例不会随时间及外界因素产生变化，消除了颗粒与粉体混合后存在沉积的问题；
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种低气味PC/ABS耐磨合金材料，其特征在于，由以下重量配比的原料配制成：
PC树脂 40~80份，
ABS树脂 20~40份，
气相二氧化硅 5~10份，
润滑剂 0.1~1份，
抗氧剂 0.1~1份，
光稳定剂 0.1~1份。
2.如权利要求1所述的PC/ABS耐磨合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）将PC树脂、ABS树脂充分混合，得到基料混合物；
（b）将助剂充分混合，得到助剂混合粉末；
（c）将步骤（a）所得混合物由喂料机喂到双螺杆双阶机的第一阶双螺杆挤出机进料口，将步骤（b）所得混合粉末经强制侧喂料喂到双螺杆双阶机的第二阶双螺杆挤出机第二区；
（d）在第一阶双螺杆挤出机的第四节、第二阶双螺杆挤出机的第一节和第二阶双螺杆挤出机第五节三处抽真空；
（e）第二阶双螺杆挤出机的出料口得到的产品，熔融后经水下切粒机造粒得到低气味PC/ABS耐磨合金材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（b）中的助剂包括气相二氧化硅、润滑剂、抗氧剂及光稳定助剂。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（a）采用高混机高速混合，使基料混合均匀。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（b）通过三维V型混合机混合。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（c）中的原料均通过失重计量后再喂料。
7.如权利要求2-6任一所述的制备方法所制备的低气味PC/ABS耐磨合金材料。
8.一种如权利要求2-6任一所述的制备方法中的双螺杆双阶机，其特征在于，包括第一阶双螺杆挤出机和第二阶双螺杆挤出机；其中，所述第一阶双螺杆挤出机共有五节，其中第一节设有喂料口，第四节设有真空抽提；所述第二阶双螺杆挤出机共有六节，其中，所述第二阶双螺杆挤出机的第一节与第一节双螺杆挤出机的第五节相连；所述第二阶双螺杆挤出机的第一节和第五节分别设有真空抽提口，所述第二阶双螺杆挤出机的第二节设置有侧喂料口；所述第二阶双螺杆挤出机的第六节设有出料口。
9.一种如权利要求7所述的双螺杆双阶机，其特征在于，所述第一阶双螺杆挤出机的长径比为20:1；所述第二阶双螺杆挤出机的长径比24:1。
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