CN109385063B - 一种耐磨pc/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨pc/asa合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合金材料技术领域，公开了一种耐磨PC/ASA合金材料及其制备方法，包括以下组分和含量：PC树脂50‑70wt%、ASA树脂5‑25wt%、SAN树脂4‑15wt%、PPO树脂10‑20wt%、相容剂5‑15wt%、增韧剂1‑5wt%、抗氧剂0.1‑1wt%、润滑剂0.1‑2wt%，通过在PC/ASA合金材料中加入PPO树脂，从而提高了PC/ASA合金材料的耐磨性、耐热性，加入相容剂PS‑g‑MAH或HIPS‑g‑MAH，从而提高了PPO与PC/ASA合金材料的相容性，克服了PPO与PC/ASA难相容的问题。

Description

一种耐磨PC/ASA合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，特别是一种耐磨PC/ASA合金材料及其制备方法。
背景技术
PC树脂具有突出的抗冲击性、透明性、阻燃特性、尺寸稳定性、高耐热性，是一种综合性能优良的工程塑料；但是PC树脂也有比较明显的缺点，如成本高、加工流动性差、缺口敏感、易开裂、不耐酸碱等，在某种程度上限制了其应用。为了克服PC树脂这些缺点，必须对PC树脂进行改性，共混其他聚合物制备合金，是一种应用广泛的改性方法。ASA树脂是丙烯酸酯、苯乙烯和丙烯腈组成的接枝共聚物，由于用无双键结构的丙烯酸酯橡胶取代了ABS中的聚丁二烯橡胶，使其耐候性比ABS高出10倍左右。同时，它还具有高抗冲击性、高的机械强度、良好的耐热性、耐化学药品性和极佳的着色性。PC/ASA合金综合了PC和ASA的优异性能，一方面合金可以提高ASA的耐热性能和机械强度，另一方面合金可以降低PC的熔体强度，改善加工性能，可用于成型大面积及复杂的制品，同时可以降低制品的内应力，提高耐低温冲击性能。但是，PC/ASA合金的耐磨性不佳，在经常接触的部位容易产生划痕，需要提高其耐磨性能。常用的耐磨剂有两种，一种是丙烯酸类耐磨剂，但这种耐磨剂会降低高光PC/ASA合金的光泽度和韧性。另一种是硅材料耐磨剂，但是这种耐磨剂对PC/ASA合金耐磨性提升不明显，且会降低PC/ASA合金的韧性和光泽度。如何提高PC/ASA的合金的耐磨性，是目前PC/ASA合金材料发展急需解决的问题，所以，研究一种改善耐磨性的PC/ASA合金具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨PC/ASA合金材料及其制备方法，在PC/ASA中加入PPO树脂，从而提高了PC/ASA耐磨性、耐热性，加入相容剂PS-g-MAH或HIPS-g-MAH，从而提高了PPO与PC/ASA的相容性，克服了PPO与PC/ASA难相容的问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种耐磨PC/ASA合金材料，包括以下组分和含量：
PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%。
其中，PC树脂重均分子量为20000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
其中，ASA树脂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈组成的接枝共聚物，橡胶含量在35-75%。
其中，SAN树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，熔融指数在20-80g/10min。
其中，PPO树脂的特性粘度为35-55cm3/g。
其中，相容剂为PS-g-MAH或HIPS-g-MAH中的一种或两种混合。
其中，润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或两种混合。
本发明还公开了一种耐磨PC/ASA合金材料的制备方法，采用上述合金材料制备而成，包括以下步骤：
将PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%，放入混合搅拌器中搅拌混合5-15min，然后将混料加入到双螺杆挤出机中，在240-270℃下熔融挤出，螺杆机转速为200-500rpm，经过熔融挤出、造粒冷却即得产品。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过配方优化设计，在PC/ASA中加入PPO树脂，从而提高了PC/ASA耐磨性、耐热性，采用加入相容剂PS-g-MAH或HIPS-g-MAH，从而提高了PPO与PC/ASA的相容性，克服了PPO与PC/ASA难相容的问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种耐磨PC/ASA合金材料，包括以下组分和含量：
PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%。
其中，PC树脂重均分子量为20000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
其中，ASA树脂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈组成的接枝共聚物，橡胶含量在35-75%。
其中，SAN树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，熔融指数在20-80g/10min。
其中，PPO树脂的特性粘度为35-55cm3/g。
其中，相容剂为PS-g-MAH或HIPS-g-MAH中的一种或两种混合。
其中，润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或两种混合。
本发明还公开了一种耐磨PC/ASA合金材料的制备方法，采用上述合金材料制备而成，包括以下步骤：
将PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%，放入混合搅拌器中搅拌混合5-15min，然后将混料加入到双螺杆挤出机中，在240-270℃下熔融挤出，螺杆机转速为200-500rpm，经过熔融挤出、造粒冷却即得产品。
实施例2
本实施例以实施例1为基础，针对PC/ASA合金材料的配方、选料进行优化，其中各个组分选择如下：
PC树脂选自日本帝人的L-1250Y；
ASA树脂选自KUMHO的XC-400，橡胶含量在50%；
SAN树脂选自KUMHO的SAN350F，MI在65；
PPO树脂选自蓝星化工的LXR45；
相容剂为HIPS接枝马来酸酐（HIPS-g-MAH）；
增韧剂为核壳结构MBS抗冲击改性剂，选自罗门哈斯的EXL-2690；
抗氧剂为Ciba公司的抗氧剂1076和抗氧剂168，其重量比为1：1；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS），市售。
并且针对本发明PC/ASA合金材料建立若干的实验组和对照组，进行材料理化性能比较分析，各个实验组、对照组的配方比例如下表所示：
表1 实验组、对照组配方比例表
组分（kg） 实验组1 实验组2 实验组3 对照组
PC树脂 70 60 50 61.3
ASA树脂 7 14 21 20
SAN树脂 4.3 7.3 10.3 15
PPO树脂 10 15 20 0
相容剂 5 10 15 0
增韧剂 3 3 3 3
抗氧剂 0.4 0.4 0.4 0.4
润滑剂 0.3 0.3 0.3 0.3
针对实验组1-3、对照组所制得的合金材料，进行下列表征：
制备样条前，将粒子充分干燥，制备好样条后放置24h后测试，使用海天注塑机进行注射各类测试样条和色板。
熔体流动速率：按照ISO-1133标准测试；
拉伸强度测试：按照ISO-527标准测试；
Charpy冲击强度：按照ISO-179标准测试；
热变形温度：按照ISO-75标准测试；
质量损失比L：按照ASTM D 4060-2014标准测试；
注：耐磨性能表现形式主要由质量损失比来体现，可用HD-P303泰伯耐磨试验机获得数据，质量损失比L，按下式进行计算：
L = (m1-m2)/m1 *100%
其中m1-样品初始质量，g；m2-样品磨耗后质量，g；
表3 测试结果
项目 实验组1 实验组2 实验组3 对照组
MI（260℃×50kg）/g/10min 21 17 14 24
拉伸强度/Mpa 61 68 72 56
IZOD缺口冲击/KJ/m<sup>2</sup> 66 62 58 70
HDT（1.8Mpa）/℃ 112 118 123 103
质量损失比L/% 3.15 2.33 1.16 4.05
从实施例1-3和对比例1可以看出，（1）PPO树脂的加入能有效提高PC/ASA合金的耐磨性，质量损失比L显著降低。（2）PPO树脂的加入还能提高PC/ASA合金的耐热性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于，包括以下组分和含量：
PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%；
相容剂为PS-g-MAH或HIPS-g-MAH中的一种或两种混合。
2.如权利要求1所述的一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于：所述的PC树脂重均分子量为20000-30000g/mol，其玻璃化温度为145-150℃。
3.如权利要求1所述的一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于：所述的ASA树脂为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈组成的接枝共聚物，橡胶含量在35-75%。
4.如权利要求1所述的一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于：所述的SAN树脂为苯乙烯-丙烯腈共聚物，熔融指数在20-80g/10min。
5.如权利要求1所述的一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于：所述的PPO树脂的特性粘度为35-55cm3 /g。
6.如权利要求1所述的一种耐磨PC/ASA合金材料，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或两种混合。
7.一种耐磨PC/ASA合金材料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-6所述任一种合金材料制备而成，包括以下步骤：
将PC树脂50-70wt%、ASA树脂5-25wt%、SAN树脂4-15wt%、PPO树脂10-20wt%、相容剂 5-15wt%、增韧剂1-5wt%、抗氧剂0.1-1wt%、润滑剂0.1-2wt%，放入混合搅拌器中搅拌混合5-15min，然后将混料加入到双螺杆挤出机中，在240-270℃下熔融挤出，螺杆机转速为200-500rpm，经过熔融挤出、造粒冷却即得产品。
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