CN114591618A - 一种as/pc复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AS/PC复合材料及其制备方法与应用。复合材料包括以下重量份计的组分：AS树脂18‑40份，PC树脂58‑82份，增韧剂8‑35份，耐热改性剂5‑20份，超细滑石粉0.5‑3份，相容剂2‑5份，抗氧剂0.1‑1份，润滑剂0.4‑1份。本发明的再生复合材料耐热性能、常温和低温缺口冲击强度明显优于ABS树脂，且可以采用PC、AS再生料，成本上更低，具有极高的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其是一种AS/PC复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，是一种重要的工程塑料，广泛应用于电子电器，汽车零部件，OA等领域。但是ABS树脂耐热性一般，热变形温度在80℃左右，缺口冲击强度低于25kJ/m2，不适合制备石墨烯电池外壳等热变形温度为110℃以上且缺口冲击强度大于25kJ/m2的耐热部件。目前普遍采用耐热改性剂对ABS进行改性，但耐热改性剂会明显降低材料的冲击强度，且热变形温度提升幅度并不明显，一般添加3％左右的耐热改性剂，热变形温度只能提高约1-2℃。并且大量耐热改性剂的加入，大大增加了材料的成本。CN112778691A公开了一种耐热ABS材料及其制备方法，通过反应型树脂MS-NIP提高耐热改性剂在树脂中的分散，以达到提高耐热性能的目的。耐热性虽然有一定程度提高，但提高幅度也并不大，维卡软化点在102-103℃，缺口冲击强度在15-16kJ/m2，仍然不适合作为石墨烯电池外壳、吹风机外壳等耐热部件的材料。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种AS/PC复合材料及其制备方法与应用。该材料的耐热性能、常温以及低温缺口冲击强度明显优于ABS树脂，适合作为热变形温度为110℃以上、冲击强度大于25kJ/m2的耐热部件的材料，且可以采用PC、AS再生料，成本上更低。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种AS/PC复合材料，包括以下重量份计的组分：AS树脂18-40份，PC树脂58-82份，增韧剂8-35份，耐热改性剂5-20份，超细滑石粉0.5-3份，相容剂2-5份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.4-1份。
优选地，所述AS/PC复合材料包括以下重量份计的组分：AS树脂20-30份，PC树脂70-80份，增韧剂10-12份，耐热改性剂10-13份，超细滑石粉1-2份，相容剂3-4份，抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.5-0.8份。
通常热变形温度与分子连段的微观运动有关，对于聚合物而言，引入极性或刚性基团阻碍分子连段的运动，使得热变形温度提高。PC树脂分子连段本身具有刚性结构，具有较高的玻璃化转变温度，因而加工性较差。耐热改性剂也同样具有类似刚性结构，且具有极强的极性基团，能限制分子连段运动。耐热剂的加入一般都会使得材料冲击强度降低，添加需要考虑与基体树脂之间相容性等问题。本文通过选用合适的AS树脂，PC树脂、耐热改性剂、相容剂等，通过其相互作用达到热变形温度与缺口冲击强度的平衡。
优选地，所述AS树脂在220℃、10kg条件下熔体流动速率为20-40g/10min。熔体流动速率为20-40g/10min的AS树脂与熔体流动速率为5-15g/10min的PC树脂具有更好的相容性，粘度的匹配使得材料两相结构分散更为均匀，能获得较好的缺口冲击强度。
优选地，所述AS树脂为粒子或破碎料，可以为市面回收再生料，可以来源于容器、灯具、车灯、打火机或其混合物。
优选地，所述PC树脂在300℃、1.2kg条件下熔体流动速率为5-15g/10min。
优选地，所述PC树脂为粒子或破碎料，可以为市面回收再生料，可以来源于水桶、板材或其混合物。
优选地，所述增韧剂为高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、氯化聚乙烯和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种。
优选地，所述耐热改性剂为MS-NB。MS-NB分子结构中马来酰亚胺与AS树脂中腈基相互作用，相比采用其他耐热改性剂能获得更好的耐热效果。
优选地，所述超细滑石粉的粒径为3000-10000目。采用此范围粒径的滑石粉对材料刚性提升效果最好，获得的材料耐热性能好，且对材料的冲击强度负面作用影响小。
优选地，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或磷酸酯类抗氧剂；更优选地，所述抗受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)，所述磷酸酯类抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)。
优选地，所述润滑剂为酰胺类润滑剂。
上述AS/PC复合材料的制备方法，包括如下步骤：将AS树脂、PC树脂、增韧剂、抗氧剂、耐热改性剂、润滑剂、超细滑石粉混合均匀，得到AS/PC复合材料。
优选地，所述AS树脂和PC树脂预先110℃烘干2h。
优选地，所述造粒采用有滤网的双螺杆挤出机，主机转速300-400转/分钟，挤出温度为230-240℃，滤网为100目。
上述AS/PC复合材料在制备耐热部件中的应用；所述耐热部件可以是石墨烯电池外壳、吹风机外壳等，其要求满足热变形温度110℃以上、冲击强度大于25kJ/m2。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的AS/PC复合材料耐热性能、常温和低温缺口冲击强度明显优于新料ABS树脂，且成本上更低，具有极高的应用价值。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
现对实施例及对比例所用原料做如下说明：
再生AS树脂：粒子，来源于容器、灯具、车灯、打火机或其混合物，市售；220℃、10kg条件下熔体流动速率为35g/10min；
AS树脂，天津大沽，DG-AS103，根据ASTMD1238，220℃、10kg条件下熔体流动速率为50g/10min；
再生PC树脂：粒子，来源于水桶、板材或其混合物，市售；根据ASTMD1238，300℃、1.2kg条件下熔体流动速率为10g/10min；
PC树脂，LG化学，PC1300 22NP，根据ASTMD1238，300℃、1.2kg条件下熔体流动速率为22g/10min；
新料ABS树脂：天津大沽，ABS DG-417，通用级乳液法ABS；
增韧剂：MBS，LG化学，EM500；
耐热改性剂：MS-NB，日本电气化学；SMA，荷兰Polyscope，IZ1018M；
超细滑石粉：意大利依米发比，HTPUltra5L，粒径为10000目；
滑石粉：广西龙胜华美滑石开发有限公司，AH-1250N6，粒径为1250目；
相容剂：GMA，日之升，SAG-002；马来酸酐接枝ABS，市售，KT-2；
抗氧剂：受阻酚类抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)和磷酸酯类抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)，市售；
润滑剂：N,N’-乙撑双硬脂酰胺，市售。
下述实施例和对比例中，如无特别说明，非发明点组分(抗氧剂、润滑剂)均通过市售获得，且平行实验中使用的是相同的非发明点组分(抗氧剂、润滑剂)。
各指标性能的测试方法及标准如表1所示。
表1
| 性能指标 | 单位 | 测试标准 |
| 热变形温度(0.45MPa) | ℃ | ISO 75-2003 |
| -30℃，悬臂梁缺口冲击强度 | kJ/m<sup>2</sup> | ISO 180-2000 |
| 悬臂梁缺口冲击强度 | kJ/m<sup>2</sup> | ISO 180-2000 |
实施例1-10和对比例1-3的材料制备方法如下：
S1.将再生树脂或新料树脂用烘箱110℃、2h烘干；
S2.将烘干后的再生树脂或新料树脂与增韧剂、抗氧剂、耐热改性剂、润滑剂、超细滑石粉加入高混机，1000r/min混合45秒；
S3.将步骤S2混合后的物料投入加有滤网的双螺杆挤出机进行混合造粒，得到再生耐热复合材料；主机转速350r/min，挤出温度为240℃，滤网为100目。
实施例1-10
实施例1-10的再生复合材料，组分及重量份如表2所示。
表2
对比例1-3
对比例1-3的再生复合材料，组分及重量份如表3所示。
表3
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 再生AS树脂 | 100 | 30 | 30 |
| 再生PC树脂 | - | 70 | 70 |
| EM 500 | 15 | - | 15 |
| MS-NB | 20 | 20 | 20 |
| IZ1018M | - | - | - |
| SAG-002 | 3 | 3 | - |
| KT-2 | - | - | - |
| HTPUltra5L | 1 | 1 | 1 |
| 抗氧剂1010 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 抗氧剂168 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| EBS B50 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
检测结果
将实施例1-10和对比例1-3的复合材料按标准注塑成标准样条，并按表1中的标准进行性能测试，测试结果如表4所示。
表4
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种AS/PC复合材料，其特征在于，包括以下重量份计的组分：AS树脂18-40份，PC树脂58-82份，增韧剂8-35份，耐热改性剂5-20份，超细滑石粉0.5-3份，相容剂2-5份，抗氧剂0.1-1份，润滑剂0.4-1份。
2.根据权利要求1所述AS/PC复合材料，其特征在于，所述再生复合材料包括以下重量份计的组分：AS树脂20-30份，PC树脂70-80份，增韧剂10-12份，耐热改性剂10-13份，超细滑石粉1-2份，相容剂3-4份，抗氧剂0.3-0.5份，润滑剂0.5-0.8份。
3.根据权利要求1或2所述AS/PC复合材料，其特征在于，
所述AS树脂在220℃、10kg条件下熔体流动速率为20-40g/10min；
所述PC树脂在300℃、1.2kg条件下熔体流动速率为5-15g/10min。
4.根据权利要求1或2所述AS/PC复合材料，其特征在于，
所述增韧剂为高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、氯化聚乙烯和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物中的一种或多种；
所述耐热改性剂为MS-NB；
所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯。
5.根据权利要1或2所述AS/PC复合材料，其特征在于，所述超细滑石粉的粒径为3000-10000目。
6.根据权利要1或2所述AS/PC复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或磷酸酯类抗氧剂。
7.根据权利要6所述AS/PC复合材料，其特征在于，
所述抗受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述磷酸酯类抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
8.权利要求1-7任一项所述AS/PC复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将AS树脂、PC树脂、增韧剂、抗氧剂、耐热改性剂、润滑剂、超细滑石粉混合均匀，得到再生复合材料。
9.根据权利要求8所述AS/PC复合材料的制备方法，其特征在于，所述造粒采用有滤网的双螺杆挤出机，主机转速300-400转/分钟，挤出温度为230-240℃，滤网为100目。
10.权利要求1-7任一项所述AS/PC复合材料在制备耐热部件中的应用。
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