CN115850942A - 一种具有低温韧性和高流动性的pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金的制备方法，主要原料有：丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯‑聚硅氧烷共聚物、助剂。本发明中通过不同组分的ABS、PC、硅氧烷聚碳酸酯共混，制备过程省时可控，制备出的PC/ABS合金在低温下能够保持良好的韧性和高的流动性，具有易于加工的特点，能够实现大规模的工业应用。
Description
技术领域
本发明设计高分子材料领域，具体而言，是一种具有低温韧性和高流动性和PC/ABS塑料合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）的优点是不易变形、軔性好、透明度高、抗蠕变性能强、有良好的介电性能、耐高温等优点，它的综合性能在工程材料中比较突出，聚碳酸酯主要用于汽车制造、电子电路板、一次性医疗器械、建筑装饰、机械零件等领域，用途很广泛。聚碳酸酯表现出主要问题是熔融温度高导致加工不易流动、缺口开裂明显、表面易擦伤等，这些缺点的存在让聚碳酸酯的应用在许多领域受到极大的阻碍。
共聚混合物（ABS）是一种热塑性应用比较广泛的工程合金，ABS的优点是化学稳定性好、熔融温度低，流动成型性优，最主要的是性价比很高，ABS的其缺点是易降解、怕高温、抗拉伸能力和抗冲击能力等机械性能较差。
以PC和ABS为主要原料经共混制得的PC/ABS合金是一种应用非常广泛的重要的工程塑料合金，这种合金与单一的纯PC相比，它的熔融流动性、成型加工性得到大幅改善，与单一纯ABS相比，合金主要具有良好的抗冲性、耐热性、及薄板制品的优良刚性。PC/ABS合金不仅克服了纯PC容易应力开裂和成型加工性差的缺点，而且还提高了材料的综合机械性能，例如合金最重要的冲击性能可以比纯PC提高2~3倍，比纯ABS提高达5倍，其它如弯曲、拉伸性能等机械性能都有较高的保有率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金及制备方法。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金，其特征在于：各组分按照质量分数计为：聚碳酸酯70份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30份，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物5~15份，助剂2~3份。
所述聚碳酸酯分子量为23000~26000，熔融指数为4 g/10min；
所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物分子量为27000左右，熔融指数为9 g/10min；
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物熔点为160 ℃~180 ℃，熔融指数为15 g/10min；其组成按质量比为：丙烯氰15%~35%，丁二烯5%~30%，苯乙烯40%~60%。
所述助剂包括相容剂、抗氧剂和着色剂；所述相容剂为马来酸酐型相容剂、羧酸型相容剂、环氧型相容剂以及酰亚胺型相容剂之中的至少一种，接枝率为2%~8%；所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫类抗氧剂之中的至少一种。
所述具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金的制备方法，包括如下步骤：将聚碳酸酯和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物于100 ℃下干燥5 h，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于80℃下干燥5 h，相容剂和抗氧剂于70 ℃下干燥5 h；
将上述原料按比例在混合机中混合均匀，得到混合料，其中混合机转速350~500rpm，混合时间5~10 min。然后将混合料投入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒，得到PC/ABS合金粒料。其中挤出机螺筒温度为220℃~270 ℃，螺杆转速400~500 rpm。
本发明的有益效果：
（1）由于引入聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物，得益于硅氧烷链段的柔韧性和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的耐低温性，使所制备PC/ABS合金具有良好的低温韧性和流动性，在提高力学性能的同时改善易加工性，具有实际应用的价值；
（2）本发明制备方法简单可行，制备过程省时可控，能够实现大规模的工业应用，有利于促进PC/ABS合金的大规模应用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
具体的，本发明所述的PC/ABS合金的原料主要包括：
（A）聚碳酸酯
聚碳酸酯是本发明所述PC/ABS合金材料的主要原料，为芳香族聚碳酸酯，具体是通过光气界面缩聚法所生产的双酚A型聚碳酸酯，聚碳酸酯分子量为23000~26000，熔融指数为4 g/10min。
（B）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物熔融指数为15 g/10min，熔点为160 ℃~180 ℃。
（C）聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物
聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物在保留聚碳酸酯各种优异的力学性能的基础上，克服聚碳酸酯低温脆性的缺点，具有良好的耐低温性能。将其引入PC/ABS合金，能够改善PC/ABS合金的低温韧性。本发明所使用的聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物为甘肃银光聚银公司产品。
（D）助剂
（i）相容剂
相容剂可大幅升高两相间的相互包容性，在不同的两相界面间形成比较稳定的相容剂过渡区，强化两相之间的界面粘合力，提高冲击强度又保证拉伸强度， 使材料的刚性与韧性达到了良好的平衡。
优选的，本发明所使用相容剂包括：马来酸酐型相容剂、羧酸型相容剂、环氧型相容剂以及酰亚胺型相容剂之中的至少一种。
（ii）抗氧剂
本发明所使用的抗氧剂包括：酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫类抗氧剂之中的至少一种。
（iii）着色剂
本发明所使用的着色剂包括各种颜色的颜料。
本发明所制备具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金的制备过程如下：
将聚碳酸酯和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物于100 ℃下干燥5 h，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于80 ℃下干燥5 h，相容剂和抗氧剂于70 ℃下干燥5 h。
按比例取所需原料在混合机中混合均匀，得到混合料。其中混合机转速350~500rpm，混合时间5~10 min。
然后将混合料投入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒，得到PC/ABS合金粒料。其中挤出机螺筒温度为220℃~270 ℃，螺杆转速400~500 rpm。
实施例1-4
按照如下表格，分别称取原料：
测试结果如下表所示：
由如上数据对比可知，按照本发明中的原料配比，将聚碳酸酯、硅氧烷聚碳酸酯、ABS共混，所制备的PC/ABS合金在拉伸强度、流动性、常温韧性和低温韧性等方面更为优异。
同时，随着硅氧烷聚碳酸酯配比的增加，所制备的PC/ABS合金的熔融指数略微降低，流动性变化不大，而PC/ABS合金的韧性明显提升，尤其是PC/ABS合金低温下的韧性显著增强。
尽管已采用具体实施例来说明和描述了本发明，然而在不背离本发明目的和范围的情况下可以做出许多修改和更正，因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有变化和修改。
Claims (4)
1.一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金，其特征在于：各组分按照质量份数计为：聚碳酸酯70份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30份，聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物5~15份，助剂2~3份。
2.如权利要求1所述的一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金，其特征在于：所述聚碳酸酯分子量为23000~26000，熔融指数为4 g/10min；
所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物分子量为27000左右，熔融指数为9 g/10min；
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物熔点为160 ℃~180 ℃，熔融指数为15 g/10min；其组成按质量比为：丙烯氰15%~35%，丁二烯5%~30%，苯乙烯40%~60%。
3.如权利要求1所述的一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金，其特征在于：所述助剂包括相容剂、抗氧剂和着色剂；所述相容剂为马来酸酐型相容剂、羧酸型相容剂、环氧型相容剂以及酰亚胺型相容剂之中的至少一种，接枝率为2%~8%；所述抗氧剂为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫类抗氧剂之中的至少一种。
4.如权利要求1、2、3任一所述的一种具有低温韧性和高流动性的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将聚碳酸酯和聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物于100 ℃下干燥5h，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物于80 ℃下干燥5 h，相容剂和抗氧剂于70 ℃下干燥5 h；将上述原料按比例在混合机中混合均匀，得到混合料，然后将混合料投入双螺杆挤出机，熔融混合后挤出造粒，得到PC/ABS合金粒料。
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