CN115558269A - 一种聚碳酸酯合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
一种聚碳酸酯合金，按重量份计，包括以下组分：聚碳酸酯、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯树脂、空心玻璃微珠、马来酸酐接枝ABS、玻璃微珠重量份的35‑50%的氢化苯乙烯‑乙烯/丁烯嵌段共聚树脂。本发明通过在聚碳酸酯/丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯树脂合金的树脂体系中添加马来酸酐接枝ABS、空心玻璃微珠以及特定量的氢化苯乙烯‑乙烯/丁烯嵌段共聚树脂，空心玻璃微珠在氢化苯乙烯‑乙烯/丁烯嵌段共聚树脂、马来酸酐接枝ABS的作用下更稳固的分散在基体树脂中，从而提升聚碳酸酯合金的耐刮擦性能和低CLTE特性，进一步拓宽了聚碳酸酯材料在汽车领域的应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚碳酸酯合金及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯（PC）具有优异的耐热性、高强度以及耐冲击性能，且尺寸稳定，属于一种用途非常广泛的工程塑料，广泛用于汽车工业、电子电器工业、轻工家电、纺织和建筑等行业。PC与ABS共混可以综合两者的优良性能，PC/ABS合金一方面它的耐热性，冲击强度和拉伸强度优于ABS，另一方面它的成本和熔体粘度比PC低，加工性能比PC好，其制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性都大大降低。可用于成型大面积或薄壁长流程制品。广泛应用于汽车内外部件。
随着汽车工业的发展，汽车外观设计也对零件提出越来越高的要求，诸如：
第一，长尺寸、整体化的设计需求逐步凸显，并且“轻量化”的趋势更加明显，这就需要材料在较长尺寸零件的时候，材料需要有更低的CLTE（线性热膨胀系数），来保证零件的尺寸稳定性。
第二，近年来，汽车行业如汽车内饰、外饰件对耐刮擦、低CLTE材料的需求越来越大。
但是，现有技术少有同时解决上述两方面缺陷的材料。因此，开发一种能够兼具低CLTE和耐刮擦的材料在汽车行业具有很高的应用价值和意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种尺寸稳定性好、耐刮擦的聚碳酸酯合金。
本发明的另一目的在于，提供上述聚碳酸酯合金的制备方法和应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚碳酸酯合金，按重量份计，包括以下组分：
聚碳酸酯 42-65份；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS树脂） 30-55份；
空心玻璃微珠 8-16份；
马来酸酐接枝ABS 3-5份；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂 空心玻璃微珠重量份的35-55%。
一般氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂中苯乙烯单元的含量在20-58wt%时都能够实现本发明的目的，优选的，所述氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂中苯乙烯单元的含量为28-40wt%，更优选31-34wt%。
优选的，氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂的含量为空心玻璃微珠重量份的40-50%。
优选的，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为5-25微米，优选8-15微米。
优选的，所述的ABS树脂中橡胶含量为10-25wt%，优选12-17wt%。
所述聚碳酸酯树脂在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为8-15g/10min，测试标准为ISO1133-1-2011。
按重量份计，还包括0-2份助剂，所述的助剂选自抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
抗氧剂可以是亚磷酸酯类抗氧剂、季戊四醇类抗氧剂等，如抗氧剂168、抗氧剂1010及其组合。
润滑剂可以是酯类润滑剂，如PETS润滑剂。
聚碳酸酯合金的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆温度范围是220-250℃，得到聚碳酸酯合金。
聚碳酸酯合金的应用，用于制备车载制品，可以是汽车门板装饰件、排挡面板、开关面板、阅读灯等需要尺寸稳定性高、耐刮擦性能好的制件。
本发明具有如下有益效果
本发明通过在聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂合金的树脂体系中添加马来酸酐接枝ABS、空心玻璃微珠以及特定量的氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂，空心玻璃微珠在氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂、马来酸酐接枝ABS的作用下更稳固的分散在基体树脂中，从而提升聚碳酸酯合金的耐刮擦性能和低CLTE特性，进一步拓宽了聚碳酸酯材料在汽车领域的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例和对比例所用原料来源如下：
聚碳酸酯1：在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为10g/10min，台化的PC FN2200；
聚碳酸酯2：在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为14g/10min，山东鲁西的LXZY1615T-11；
ABS-A：橡胶含量12wt%，高桥石化的ABS 8434；
ABS-B：橡胶含量16wt%，吉林石化的ABS 0215；
ABS-C：橡胶含量10wt%，高桥石化的ABS 275；
ABS-D：橡胶含量24 wt%，国桥ABS的ABS D-120A；
ABS-E：橡胶含量26wt%，国桥ABS的ABS D-100；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂1：李长荣化学，牌号SEBS 7551，苯乙烯单元含量33%；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂2：台橡股份，牌号6159，苯乙烯含量29%；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂3：美国科腾，牌号RP6936，苯乙烯单元含量40%；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂4：美国科腾，牌号G-1642，苯乙烯单元含量20%；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂5：美国科腾，牌号A1535，苯乙烯含量58%。
马来酸酐接枝ABS-1：沈阳科通KT-2；
马来酸酐接枝ABS-2：南海柏晨AD-38；
其它相容剂：甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物：LG化学ME500；
空心玻璃微珠1：平均粒径5微米，溢磊矿业的C80；
空心玻璃微珠2：平均粒径10微米，溢磊矿业的C70；
空心玻璃微珠3：平均粒径15微米，溢磊矿业的C60；
空心玻璃微珠4：平均粒径25微米，溢磊矿业的C40；
实心玻璃微珠：平均粒径18mm，鑫冉矿业的A1-800目；
云母粉：江门精达，HYC500，平均粒径25微米；
二氧化硅：安徽佰奥，二氧化硅，平均粒径23微米；
玻璃粉：创德粉体，D258，平均粒径25微米；
抗氧剂：受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂PEP-36的1:1混合物，市购；
润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯，市购；
实施例和对比例聚碳酸酯合金的制备方法：按照配比，将各组分混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，主机筒各段控制温度（从加料口至机头出口）分别为220℃、235℃、245℃、250℃、245℃，得到聚碳酸酯合金。
各项测试方法：
（1）低CLTE效果评价：测试材料的线性热膨胀系数（CLTE），CLTE参照测试标准ISO11359-2-1999进行测试，得到-30-80℃，流动方向的CLTE数据，CLTE数值越小越好。
（2）。耐刮擦效果评价：耐刮擦效果评价参考Q/JLY J7110536B-2016 《乘用车内外饰塑料件耐刮擦性试验规范》进行测试，测得△L数据，△L数值越小越好。
表1：实施例1-8聚碳酸酯合金各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 聚碳酸酯1 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
| 聚碳酸酯2 | 60 | |||||||
| ABS-A | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |||
| ABS-B | 40 | |||||||
| ABS-C | 40 | |||||||
| ABS-D | 40 | |||||||
| 空心玻璃微珠1 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||
| 空心玻璃微珠2 | 10 | |||||||
| 空心玻璃微珠3 | 10 | |||||||
| 空心玻璃微珠4 | 10 | |||||||
| 马来酸酐接枝ABS-A | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | - |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | - |
| CLTE/（μm/（m*℃）） | 42.81 | 43.42 | 45.87 | 45.51 | 40.91 | 41.65 | 45.38 | 42.59 |
| △L | 0.11 | 0.13 | 0.20 | 0.18 | 0.08 | 0.10 | 0.25 | 0.14 |
由实施例1-4/14可知，ABS树脂优选橡胶含量范围是12-17wt%。
由实施例1/5-7可知，优选玻璃微珠的均粒径为8-15微米。
表2：实施例9-14聚碳酸酯合金各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | |
| 聚碳酸酯1 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| ABS-A | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
| ABS-E | 40 | |||||
| 空心玻璃微珠1 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 马来酸酐接枝ABS-A | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 马来酸酐接枝ABS-B | 4 | |||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂1 | 4 | 4 | ||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂2 | 4 | |||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂3 | 4 | |||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂4 | 4 | |||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂5 | 4 | |||||
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| CLTE/（μm/（m*℃）） | 44.24 | 45.16 | 47.44 | 47.05 | 42.10 | 46.92 |
| △L | 0.16 | 0.19 | 0.24 | 0.23 | 0.12 | 0.19 |
由实施例1/9-12可知，氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂中苯乙烯单元的含量明显影响尺寸稳定性以及耐刮擦性，最优选31-34wt%。
表3：实施例15-19聚碳酸酯合金各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | |
| 聚碳酸酯1 | 42 | 65 | 60 | 60 | 60 |
| ABS-A | 55 | 30 | 40 | 40 | 40 |
| 空心玻璃微珠1 | 8 | 16 | 10 | 10 | 10 |
| 马来酸酐接枝ABS-A | 3 | 5 | 4 | 4 | 4 |
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂1 | 2.8 | 8.8 | 5 | 3.5 | 5.5 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| CLTE/（μm/（m*℃）） | 45.78 | 38.87 | 42.11 | 44.02 | 43.19 |
| △L | 0.21 | 0.07 | 0.12 | 0.17 | 0.15 |
由实施例1/17-19可知，优选氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂的含量为空心玻璃微珠重量份的40-50%。
表4：对比例聚碳酸酯合金各组分含量（重量份）及测试结果
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | 对比例7 | 对比例8 | 对比例9 | |
| 聚碳酸酯1 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| ABS-A | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
| 空心玻璃微珠1 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | ||||
| 实心玻璃微珠 | 10 | ||||||||
| 云母粉 | 10 | ||||||||
| 二氧化硅 | 10 | ||||||||
| 玻璃粉 | 10 | ||||||||
| 马来酸酐接枝ABS-A | 4 | 4 | 1 | 7 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| 其它相容剂 | 4 | ||||||||
| 氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂1 | 2.5 | 6.5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| CLTE/（μm/（m*℃）） | 49.22 | 51.43 | 48.61 | 50.33 | 48.69 | 53.12 | 54.11 | 53.56 | 54.17 |
| △L | 0.29 | 0.34 | 0.26 | 0.31 | 0.25 | 0.38 | 0.32 | 0.33 | 0.37 |
由对比例1/2/3/4可知，氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂、马来酸酐接枝ABS含量过高或过低时耐刮擦性能较差，并且CLTE数值过高，综合性能不足。
由对比例5-8可知，其它种类的填料在本发明体系中耐刮擦性差，而且CLTE数值过高。
Claims (9)
1.一种聚碳酸酯合金，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
聚碳酸酯 42-65份；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂 30-55份；
空心玻璃微珠 8-16份；
马来酸酐接枝ABS 3-5份；
氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂 空心玻璃微珠重量份的35-55%。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，所述氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂中苯乙烯单元的含量为28-40wt%，优选31-34wt%。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，氢化苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚树脂的含量为空心玻璃微珠重量份的40-50%。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为5-25微米；优选8-15微米。
5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的ABS树脂中橡胶含量为10-25wt%，优选12-17wt%。
6.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，所述聚碳酸酯树脂在300℃、1.2kg条件下的熔融指数为8-15g/10min，测试标准为ISO1133-1-2011。
7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯合金，其特征在于，按重量份计，还包括0-2份助剂，所述的助剂选自抗氧剂、润滑剂中的至少一种。
8.权利要求1-7任一项所述聚碳酸酯合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆温度范围是220-250℃，得到聚碳酸酯合金。
9.权利要求1-7任一项所述聚碳酸酯合金的应用，其特征在于，用于制备车载制品。
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