CN113214626A - 用于重复成型的尾翼用吹塑pc/abs合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金及制备方法,该合金包括PC 50~80份,ABS 20~40份,相容剂5~10份,热稳定剂5~10份,抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份;所述的热稳定剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团的聚合物。与现有技术相比,本发明可用于反复破碎重复成型的吹塑PC/ABS不仅可以解决吹塑ABS的不足,还可以改善目前PC/ABS不能反复挤出成型的热稳定性的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种PC/ABS合金,尤其是涉及一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金及制备方法。
背景技术
汽车尾翼和扰流板一般都是采用吹塑成型的,这种成型方式可以制得各种形状复杂、不规则的整体式制品,而采用注射成型时,需要先生产出分体零件后,通过搭扣配合或超声波焊接等组合在一起,目前吹塑尾翼均是选择ABS吹塑成型,但ABS耐热较低,在吹塑尾翼上经常会发生外界温度过高导致零件变形的情况。
聚碳酸酯(Polycarbonate,以下简称PC)具有优异的耐冲击性、耐热性、良好的尺寸稳定性、电绝缘性性能,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(以下简称ABS)具备优异的加工性和低廉的成本,将两者合金化不仅可以提高PC的加工性和ABS的耐热性,还可以降低成本。
因此采用PC/ABS可以改善解决吹塑ABS耐热不足导致的变形问题,但PC/ABS的相容性一般,容易在合模处出现分型线,此外,由于模具原因,吹塑尾翼的水口料必须经过反复破碎加工重复使用,而PC的热稳定性较差,无法重复破碎吹塑,经过多道热历史的吹塑PC/ABS根本难以成型,因此目前市面上没有成熟的用于吹塑尾翼的PC/ABS合金材料。
中国专利CN108164960A的中国发明专利公开了一种高耐热、高熔体强度吹塑PC/ABS复合材料及其制备方法,采用熔体增强剂来制备吹塑PC/ABS合金,虽然该专利通过加入5-10%相容剂改善PC/ABS合金的相容性,但经过深入研究后,本发明申请人发现,该专利未考虑到实际吹塑过程中的材料反复挤出吹塑的情况,没有解决PC在反复破碎挤出吹塑过程中的热稳定性,在实际吹塑尾翼时难以解决重复破碎后PC性能急剧劣化和热稳定不足的缺点。
发明内容
目前吹塑尾翼仍是以ABS为主,根本原因即是ABS经过热及剪切降解后性能变化不大,但吹塑ABS耐热较低,冲击韧性不高,因此急需开发吹塑PC/ABS材料解决目前的困境。
传统的PC/ABS热稳定性差,重复破碎挤出后PC分子量急剧下降,材料韧性下降明显,热稳定较差,难以满足吹塑水口料重复使用的要求,本发明利用GMA官能团的聚合物作为热稳定剂,利用GMA(式(I))和PC反应扩链提升分子量,当PC/ABS经过螺杆剪切和热降解后,GMA官能团会和PC的端羟基进行扩链反应,提升材料的整体性能,达到重复成型,保障性能的目的。进一步地,本申请采用共聚的SAN-co-GMA和/或PP-co-GMA,其GMA官能团比例较高(GMA的含量为5~15%),经过多遍挤出后残余的GMA官能团含量仍然较高,可在多遍挤出后仍具有相当高的反应活性,对提升热稳定性效果更好;而且基体(SAN、PP)与PC/ABS合金中的ABS组分相容性比较好,能提升材料和热稳定剂的相容性。而现有技术中常作为相容剂用以提升相容性的GMA接枝苯乙烯-丙烯腈组合物(SAN-g-GMA),接枝型SAN-g-GMA中GMA含量难以做到比较高,一般在2%以下,不能有效提升材料的多遍挤出热稳定性。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金及制备方法。本发明的可用于反复破碎重复成型的吹塑PC/ABS不仅可以解决吹塑ABS的不足,还可以改善目前PC/ABS不能反复挤出成型的热稳定性的缺点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明第一方面提供一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,包括PC 50~80份,ABS 20~40份,相容剂5~10份,热稳定剂5~10份,抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份;所述的热稳定剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团(GMA)的聚合物。
优选地,所述的热稳定剂为丙烯腈-苯乙烯(SAN)和GMA的共聚物(SAN-co-GMA)、聚丙烯(PP)和GMA的共聚物(PP-co-GMA)中的至少一种,基体(丙烯腈-苯乙烯或聚丙烯)和GMA为共聚反应型。
优选地,所述热稳定剂中GMA的含量为GMA的含量为5~15%。
优选地,所述的PC为双酚A型聚碳酸酯,在300*1.2kg条件下的熔融指数为10~30g/10min。进一步优选在300*1.2kg条件下的熔融指数介于10~20g/min。
优选地,所述的ABS分子量为120000-160000,橡胶含量为5~30%,丙烯腈含量为20-30%,苯乙烯含量为40-70%,在220*10kg条件下的熔融指数为5~15g/10min。
优选地,所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。
优选地,所述的抗氧剂为受阻酚类和磷酸酯类抗氧剂。
优选地,所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种或两种。
本发明第二方面提供一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金的制备方法,包括以下步骤:
S1:按各组分的配比准备物料;
S2:将各组分加入到高速混合机中,充分混合后,再置于螺杆机中,挤出造粒,得到所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金。
优选地,高速混合机的转速为150-200rpm。
优选地,螺杆机的转速控制为300~500rpm。
优选地,螺杆机的温度控制为240~260℃。
与现有技术相比,本发明加入热稳定剂的PC/ABS合金冲击强度保持率较高,且熔融指数无大幅上升,材料无明显降解,经过10次重复破碎挤出后材料的物性保持率在90%以上,适用于吹塑成型尾翼材料,有效解决了材料的热稳定性差的问题。由于共聚SAN-co-GMA或PP-co-MAH型热稳定剂中GMA含量相对较高(5-15%),在重复破碎挤出10到20遍时材料中GMA仍保持较高的含量,而SAN-co-GMA/PP-co-GMA中的PP或SAN组分本身的热稳定性非常好,不会发生降解,因此能和PC/ABS树脂保持非常好的相容性和熔体粘度匹配性,当PC/ABS重复破碎挤出时,其中PC的分子量会随着挤出次数的增加逐渐下降,此时SAN-co-GMA/PP-co-GMA中的GMA组分会和PC反应扩链提升其分子量以保持材料的性能稳定,达到可重复破碎的效果。
具体实施方式
一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,包括PC 50~80份,ABS20~40份,相容剂5~10份,热稳定剂5~10份,抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份;所述的热稳定剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团(GMA)的聚合物。
本发明的另一种实施方式中,所述的热稳定剂为丙烯腈-苯乙烯(SAN)和GMA的共聚物(SAN-co-GMA)、聚丙烯(PP)和GMA的共聚物(PP-co-GMA)中的至少一种,基体和GMA为共聚反应型。
本发明的另一种实施方式中,所述的热稳定剂中,GMA的含量为5~15%。
本发明的另一种实施方式中,所述的PC为双酚A型聚碳酸酯,在300*1.2kg条件下的熔融指数为10~30g/10min。进一步优选在300*1.2kg条件下的熔融指数介于10~20g/min。
本发明的另一种实施方式中,所述的ABS分子量为120000-160000,橡胶含量为5~30%,丙烯腈含量为20-30%,苯乙烯含量为40-70%,在220*10kg条件下的熔融指数为5~15g/10min。
本发明的另一种实施方式中,所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。
本发明的另一种实施方式中,所述的抗氧剂为受阻酚类和磷酸酯类抗氧剂。
本发明的另一种实施方式中,所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种或两种。
上述用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金的制备方法,包括以下步骤:
S1:按各组分的配比准备物料;
S2:将各组分加入到高速混合机中,充分混合后,再置于螺杆机中,挤出造粒,得到所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金。
本发明的另一种实施方式中,高速混合机的转速为150-200rpm。
本发明的另一种实施方式中,螺杆机的转速控制为300~500rpm。
本发明的另一种实施方式中,螺杆机的温度控制为240~260℃。
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1~6:
一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照表1中各组分比按照所述比例称取后在高速混合机以200rpm的转速充分混合;
(2)将步骤(1)中充分混合均匀的原料加入到双螺杆挤出机中,控制螺杆机转速为500rpm,温度控制为250℃,挤出造粒,得到可以用于重复成型的吹塑PC/ABS合金。
PC-1为乐天化学生产,300℃*1.2kg条件下测试的熔融指数为9g/10min;
PC-2为浙铁大风生产,300℃*1.2kg条件下测试的熔融指数为12g/10min;
ABS为上海高桥石化生产,220*10kg条件下测试的熔融指数为6g/10min;
相容剂为日本钟渊化工生产的M722;
热稳定剂为南通日之升合成的SAN-co-GMA,其GMA含量为10%;
抗氧剂1010:DOUBLE BOND CHEMICAL IND有限公司生产;
抗氧剂619F:亚磷酸酯类辅助抗氧剂,Chemtura公司生产;
润滑剂硬脂酸锌,江西宏远化工生产。
冲击样条测试:采用ISO179-1标准进行测试。
熔融指数测试:采用ISO 1133-1标准进行测试,测试条件为260℃,5kg。
表1合金各组分重量分数含量
区别于实施例1和2,对比例1-2的区别在于未加入热稳定剂,其余原料和实施例1和2一致。对比例3-4的配方与实施例1一致,但是热稳定剂的GMA含量与实施例1不同,对比例3中热稳定剂的GMA含量为1%,对比例4中热稳定剂的GMA含量为20%。将各实施例和对比例按照表1重量分数称取混合后造粒得到原始1st粒子,将1st粒子注塑打板后破碎再重复挤出造粒得到2st粒子(重复破碎造粒第1遍),按照相同方式得到9st粒子,将1st到9st粒子分别注塑成80*10*4mm的冲击样条测试其冲击强度以观察其经重复破碎后韧性保持率。
表2不同合金经过多次破碎挤出后的冲击强度
测试其重复破碎后的粒子熔融指数以观察其降解情况,熔融指数越高,代表材料降解越严重。
表3不同合金经过多次破碎挤出后的熔融指数
从表2和表3结果来看,加入热稳定剂的PC/ABS合金冲击强度保持率较高,且熔融指数无大幅上升,材料无明显降解,经过10次重复破碎挤出后材料的物性保持率在90%以上,适用于吹塑成型尾翼材料,有效解决了材料的热稳定性差的问题,对比例1和2可以看出,不添加热稳定剂的PC/ABS合金经过几次重复破碎挤出后冲击强度保持率非常低,最终冲击强度低于10KJ/m2,难以满足吹塑成型的要求,熔融指数上升幅度30000%,证明材料已严重降解,难以满足实际吹塑成型要求。对比例3和对比例4可以看出,GMA含量为1%和20%会导致材料冲击强度降低,重复破碎挤出后急剧下降。
实施例7、8单独采用南通日之升开发的PP-co-GMA(GMA含量15%)以及PP-co-GMA和SAN-co-GMA复配作为热稳定剂评估效果,参见表4、表5和表6,结果证明采用SAN-co-GMA的效果最好,PP-co-GMA也能改善重复破碎挤出热稳定性,这是由于SAN本身和PC/ABS的相容性更好的结果。
表4合金各组分重量分数含量
实施例7 | 实施例8 | |
PC-1 | 50 | 60 |
ABS | 30 | 25 |
相容剂 | 10 | 5 |
热稳定剂PP-co-GMA | 10 | 5 |
热稳定剂SAN-co-GMA | 5 | |
抗氧剂1010 | 0.2 | 0.2 |
抗氧剂619F | 0.2 | 0.2 |
润滑剂硬脂酸锌 | 0.8 | 0.8 |
表5不同合金经过多次破碎挤出后的熔融指数
表6不同合金经过多次破碎挤出后的冲击强度
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,包括PC 50~80份,ABS20~40份,相容剂5~10份,热稳定剂5~10份,抗氧剂0.1~1份,润滑剂0.1~1份;所述的热稳定剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团的聚合物。
2.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的热稳定剂为丙烯腈-苯乙烯和GMA的共聚物、聚丙烯和GMA的共聚物中的至少一种,基体和GMA为共聚反应型。
3.根据权利要求2所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的热稳定剂中GMA的含量为5-15%。
4.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的PC为双酚A型聚碳酸酯,在300*1.2kg条件下的熔融指数为10~30g/10min,优选在300*1.2kg条件下的熔融指数介于10~20g/min。
5.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的ABS分子量为120000-160000,橡胶含量为5~30%,丙烯腈含量为20-30%,苯乙烯含量为40-70%,在220*10kg条件下的熔融指数为5~15g/10min。
6.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
7.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的抗氧剂为受阻酚类和磷酸酯类抗氧剂。
8.根据权利要求1所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金,其特征在于,所述的润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁的一种或两种。
9.如权利要求1~8任一所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:按各组分的配比准备物料;
S2:将各组分加入到高速混合机中,充分混合后,再置于螺杆机中,挤出造粒,得到所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金。
10.根据权利要求9所述的用于重复成型的尾翼用吹塑PC/ABS合金的制备方法,其特征在于,包括以下条件中的任一项或多项:
(i)高速混合机的转速为150-200rpm;
(ii)螺杆机的转速控制为300~500rpm;
(iii)螺杆机的温度控制为240~260℃。
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