CN110330777A - 低voc含量pc、abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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罗煜
郑江华
李宝江
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Abstract

本发明公开了一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其原料按重量份重量计如下：基体树脂PC：60～80份；基体树脂ABS：20～42份；无机纳米光催化剂：3‑6份；阻燃剂：8～11份；助阻燃剂：0.6～0.9份；特殊炭黑：0.6～1.4份；抗氧剂：2～3份。本发明提供的一种低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法，本发明将利用无机纳米光催化剂降低合金材料中VOC的技术，使复合材料具有自净化VOC能力和持久低VOC性能。抗氧剂能有效抑制或阻止高分子材料自氧化过程，加入以后能提高合金材料的应用性能和寿命。PC、ABS合金材料生产过程中产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除。

Description

低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PC、ABS合金材料技术领域，尤其涉及一种低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
PC/ABS，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性，ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质，可广泛使用在汽车内部零件、商务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。PC/ABS作为高分子有机材料，其在生产和加工过程中会含有一定量的VOC物质，这些VOC挥发性的有机化合物，当VOC含量达到一定程度时，会对人体造成不同程度的伤害。
根据世界卫生组织(WHO)的定义，挥发性有机物(VOC)指除农药外，所有沸点在50～260℃之间的有机化合物。当气温达到一定高度时，这些挥发性物质就会释放出来。其中苯、甲醛、二甲苯等有毒气体，对人体肝、肾、呼吸系统、造血器官、免疫功能等会造成严重危害。为了从根本上解决车内以及室内挥发性有害物质含量超标问题，全球知名企业都在积极寻求能够有效降低VOC排放的新型材料、新型加工方式等研究。
现阶段，对PC/ABS合金材料进行低VOC技术改进主要包括以下几个方法和途径。
(1)采用新的聚合技术，制造出性能优异、低VOC含量的PC/ABS合金用原料树脂。目前能够工业化的技术主要掌握在化工巨头手中。
(2)在制备低VOC含量PC/ABS合金材料时，添加如活性炭、多孔氧化铝、硅藻土等多孔物质，利用这些多孔物质的强吸附性以及在较高温度下不会解吸附的特点来吸附低分子有机化合物，从而使得材料的VOC含量降低。
(3)采用自然脱挥、真空脱挥相结合的方式在合金生产过程中进行处理，并配合对成品粒子进行后处理方式对合金材料VOC的处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其原料按重量份重量计如下：基体树脂PC：60～80份；基体树脂ABS：20～42份；无机纳米光催化剂：3-6份；阻燃剂：8～11份；助阻燃剂：0.6～0.9份；特殊炭黑：0.6～1.4份；抗氧剂：2～3份。
优选的，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂的功能是俘获自由基，使其不再参与氧化过程循环，所述辅助抗氧剂的作用则是分解氢过氧化物，使其成为无害的产物。
优选的，所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
优选的，所述无机纳米光催化剂为以半导体材料掺杂的钛系氧化物为基体，以及包敷在所述基体表面上的共轭体系有机物。
一种低VOC含量PC、ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将基体树脂PC、基体树脂ABS、无机纳米光催化剂、阻燃剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂称重备用；
S2：将基体树脂PC和基体树脂ABS投入至高速搅拌机中在高速搅拌机中混合15～30分钟；
S3：再将无机纳米光催化剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂依次加入至高速搅拌机中，待完全加入后，在高速搅拌机中混合15～30分钟，充分混合均匀后获得原料；
S4：将步骤S3中混合好的原料加入双螺杆挤出机中，将阻燃剂通过计量泵的方式加入至双螺杆挤出机中；
S5：双螺杆挤出机中挤出的材料经冷却，切粒后，将产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除，得到PC、ABS合金材料。
优选的，所述双螺杆挤出机的喂料速度20～60rpm/min，螺杆转速100～400rpm/min，螺杆长径比33～45，塑化区温度：250-320℃、混合区温度：250-310℃、熔体温度：260-320℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法，本发明将利用无机纳米光催化剂降低合金材料中VOC的技术，使复合材料具有自净化VOC能力和持久低VOC性能。
抗氧剂能有效抑制或阻止高分子材料自氧化过程，加入以后能提高合金材料的应用性能和寿命。
PC、ABS合金材料生产过程中产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除。
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，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其原料按重量份重量计如下：基体树脂PC：60份；基体树脂ABS：20份；无机纳米光催化剂：3份；阻燃剂：8份；助阻燃剂：0.6份；特殊炭黑：0.8份；抗氧剂：2份。
具体的，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂的功能是俘获自由基，使其不再参与氧化过程循环，所述辅助抗氧剂的作用则是分解氢过氧化物，使其成为无害的产物。
具体的，所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
具体的，所述无机纳米光催化剂为以半导体材料掺杂的钛系氧化物为基体，以及包敷在所述基体表面上的共轭体系有机物。
一种低VOC含量PC、ABS合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将基体树脂PC、基体树脂ABS、无机纳米光催化剂、阻燃剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂称重备用；
S2：将基体树脂PC和基体树脂ABS投入至高速搅拌机中在高速搅拌机中混合30分钟；
S3：再将无机纳米光催化剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂依次加入至高速搅拌机中，待完全加入后，在高速搅拌机中混合15分钟，充分混合均匀后获得原料；
S4：将步骤S3中混合好的原料加入双螺杆挤出机中，将阻燃剂通过计量泵的方式加入至双螺杆挤出机中；
S5：双螺杆挤出机中挤出的材料经冷却，切粒后，将产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除，得到PC、ABS合金材料。
具体的，所述双螺杆挤出机的喂料速度20rpm/min，螺杆转速200rpm/min，螺杆长径比33，塑化区温度：250℃、混合区温度：310℃、熔体温度：260℃。
本发明提供的一种低VOC含量PC、ABS合金材料及其制备方法，目前在制造PC、ABS合金材料时，一般是通过添加如活性炭、多孔氧化铝、硅藻土等多孔物质，利用这些多孔物质的强吸附性以及在较高温度下不会解吸附的特点来吸附低分子有机化合物，从而使得材料的VOC含量降低。这种方法具有成本较低的优势，但是效果不能持久。本发明将利用无机纳米光催化剂降低合金材料中VOC的技术，使复合材料具有自净化VOC能力和持久低VOC性能。
抗氧剂能有效抑制或阻止高分子材料自氧化过程，加入以后能提高合金材料的应用性能和寿命。其作用机理较为复杂，但核心是捕获过氧自由基。抗氧剂按用途可分为两类：主抗氧剂和辅助抗氧剂。主抗氧剂的功能是俘获自由基，使其不再参与氧化过程循环；辅助抗氧剂的作用则是分解氢过氧化物，使其成为无害的产物。
PC、ABS合金材料生产过程中产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除。但单一的真空脱气装置并不能完全祛除合金材料中的小分子挥发物质，必须进行必要的成品粒子后处理才能更好的降低合金材料中的VOC物质。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其特征在于：其原料按重量份重量计如下：基体树脂PC：60～80份；基体树脂ABS：20～42份；无机纳米光催化剂：3-6份；阻燃剂：8～11份；助阻燃剂：0.6～0.9份；特殊炭黑：0.6～1.4份；抗氧剂：2～3份。
2.根据权利要求1所述的一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂的功能是俘获自由基，使其不再参与氧化过程循环，所述辅助抗氧剂的作用则是分解氢过氧化物，使其成为无害的产物。
3.根据权利要求1所述的一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其特征在于：所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种低VOC含量PC、ABS合金材料，其特征在于：所述无机纳米光催化剂为以半导体材料掺杂的钛系氧化物为基体，以及包敷在所述基体表面上的共轭体系有机物。
5.一种权利要求1所述的低VOC含量PC、ABS合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将基体树脂PC、基体树脂ABS、无机纳米光催化剂、阻燃剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂称重备用；
S2：将基体树脂PC和基体树脂ABS投入至高速搅拌机中在高速搅拌机中混合15～30分钟；
S3：再将无机纳米光催化剂、助阻燃剂、特殊炭黑和抗氧剂依次加入至高速搅拌机中，待完全加入后，在高速搅拌机中混合15～30分钟，充分混合均匀后获得原料；
S4：将步骤S3中混合好的原料加入双螺杆挤出机中，将阻燃剂通过计量泵的方式加入至双螺杆挤出机中；
S5：双螺杆挤出机中挤出的材料经冷却，切粒后，将产生的挥发性组分可以通过一阶或多阶挤出机真空脱气装置有效脱除，得到PC、ABS合金材料。
6.根据权利要求5所述的一种低VOC含量PC、ABS合金材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的喂料速度20～60rpm/min，螺杆转速100～400rpm/min，螺杆长径比33～45，塑化区温度：250-320℃、混合区温度：250-310℃、熔体温度：260-320℃。
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