CN117659664A - 一种耐溶剂pc/abs复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐溶剂PC/ABS复合材料及其制备方法和应用,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:改性PC 40‑95份;改性ABS 10‑40份;增韧剂2‑10份;抗氧剂0.1‑0.5份;相容剂0.5‑3份;润滑剂0.1‑1份。本发明以改性PC和改性ABS为主要原料,然后再加入增韧剂、抗氧剂、相容剂等助剂,制备得到的PC/ABS复合材料具有良好的耐溶剂性以及耐环境应力开裂性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种耐溶剂PC/ABS复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC树脂,双酚A型PC)是由碳酸酯基团、苯环基团交替构成分子主链的高度线性热塑性聚合物材料,大分子主链上的芳香族基团的存在,赋予分子链链段较强的整体刚性,而柔性的碳酸酯基团赋予了链段较好的韧性,因此,PC材料具有高刚性、高耐热、高抗冲的力学性能及耐热性。但PC的熔体粘度高,易产生应力开裂,抗溶剂性差,在一定程度上限制了其使用范围。针对PC的上述缺点,可采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)对其进行改性。
PC/ABS复合材料,是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)共混而成的复合材料,其结合了两种材料的优异特性,既有ABS的成型性、流动性及耐化学性,又有PC的机械性、高冲击强度、高热变形温度等性质。
为了避免喷涂或电镀所带来的环境污染,目前的PC/ABS复合材料多应用于免喷涂领域,但用于免喷涂领域的PC/ABS复合材料需要具有较强的耐溶剂性,比如当将免喷涂PC/ABS复合材料用作汽车方向盘的材料时,用户的手上可能会残留防晒霜、护手霜等,当PC/ABS复合材料与防晒霜、护手霜等长时间接触时,由于其耐溶剂性不足,导致其性能降低。
因此,在本领域中期望开发一种耐溶剂PC/ABS复合材料。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种耐溶剂PC/ABS复合材料及其制备方法和应用。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种耐溶剂PC/ABS复合材料,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
本发明以改性PC和改性ABS为主要原料,然后再加入增韧剂、抗氧剂、相容剂等助剂,制备得到的PC/ABS复合材料具有良好的耐溶剂性以及耐环境应力开裂性能,拓宽了PC/ABS复合材料的应用空间,可以实现PC/ABS复合材料在免喷涂领域的应用,降低成本以及实现环保低碳。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,改性PC的用量可以为40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份等。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,改性ABS的用量可以为10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份等。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,增韧剂的用量可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份等。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,抗氧剂的用量可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份等。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,相容剂的用量可以为0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份等。
在本发明中,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,润滑剂的用量可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等。
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,PC的用量可以为85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份等。
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,聚酯的用量可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等。
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,偶联剂的用量可以为0.5份、1份、1.5份、2份等。
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,催化剂的用量可以为0.001份、0.002份、0.003份等。
优选地,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,相容剂的用量可以为1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份等。
优选地,所述聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
优选地,所述偶联剂包括烯丙基缩水甘油醚(AGE)。
优选地,所述催化剂包括硬脂酸钠。
优选地,所述相容剂包括聚乙二醇(PEG)。需要说明的是,此处的相容剂指的是制备改性PC所用到的相容剂。
本发明以烯丙基环氧树脂AGE作为偶联剂,制备一种聚碳酸酯PC和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的共混物,以此来提高PC的耐化学性,具体为,环氧树脂AGE与PBT的酸端基发生加成反应,然后将修饰后的PBT与PC发生预期的取代反应。
优选地,所述改性PC通过以下方法制备得到:
将配方量的偶联剂、聚酯、催化剂以及相容剂混合,挤出造粒,然后将得到的造粒产物与PC混合,再次挤出造粒,得到所述改性PC。
优选地,两次所述挤出造粒均在双螺杆挤出机中进行。
优选地,所述PC原料在挤出前利用110-130℃(例如110℃、120℃、130℃等)的鼓风烘箱干燥。
优选地,所述改性ABS的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
ABS 80-98份;
硬脂酸醇类助剂0.2-2份;
TPU 0.5-6份。
优选地,所述改性ABS的制备原料按照重量份数计,ABS的用量可以为80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份、96份、97份、98份等。
优选地,所述改性ABS的制备原料按照重量份数计,硬脂酸醇类助剂的用量可以为0.2份、0.3份、0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份等。
优选地,所述改性ABS的制备原料按照重量份数计,TPU的用量可以为0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份等。
优选地,所述硬脂酸醇类助剂包括十八酸乙酯(ES)、乙二醇双硬脂酸酯(EGDS)、三硬脂酸甘油酯(GTS)或季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的任意一种或至少两种的组合。
本发明利用TPU和硬脂酸醇类助剂改性ABS,提高了ABS的耐试剂性以及耐环境应力开裂性能。
优选地,所述改性ABS通过以下方法制备得到:
将配方量的ABS、硬脂酸醇类助剂以及TPU混合,挤出造粒,得到所述改性ABS。
优选地,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行。
优选地,所述ABS原料在挤出前利用70-90℃(例如70℃、80℃、90℃等)鼓风烘箱干燥。
优选地,所述增韧剂包括烯烃嵌段共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯或者乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述抗氧剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基)酯、受阻酚(3,5-二丁基-4-羟基-苯基丙酸十八烷基)酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基,4-羟基苄基)均三嗪、2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]或季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述相容剂包括酸酐改性的α-烯烃共聚物,所述酸酐包括马来酸酐、邻苯二甲酸酐、富马酸酐或衣康酸酐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述酸酐改性的α-烯烃共聚物中α烃烯烃包括乙烯、α烃丙烯、α烯丁烯、α烯异丁烯、α丁戊烯、α烯己烯或α烯辛稀中的任意一种或至少两种的组合。
需要说明的是,此处的相容剂指的是制备耐溶剂PC/ABS复合材料所直接用到的相容剂。
优选地,所述润滑剂包括硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯或褐煤蜡类中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的耐溶剂PC/ABS复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
将配方量的改性PC、改性ABS、增韧剂、抗氧剂、相容剂、润滑剂混合,挤出造粒,得到所述耐溶剂PC/ABS复合材料。
优选地,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行。
第三方面,本发明提供一种如第一方面所述的耐溶剂PC/ABS复合材料在在汽车内饰零件中的应用。将该PC/ABS复合材料应用于汽车内饰零件,可避免因喷漆导致对环境的污染。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明以改性PC和改性ABS为主要原料,然后再加入增韧剂、抗氧剂、相容剂等助剂,制备得到的PC/ABS复合材料具有良好的耐溶剂性以及耐环境应力开裂性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
制备例1-5
本发明在制备例1-5中分别提供一种改性PC,依次分别记为改性PC-1、改性PC-2、改性PC-3、改性PC-4、改性PC-5,具体的制备原料及其用量(重量份数)如表1所示:
表1
制备方法包括以下步骤:
将配方量的偶联剂、聚酯、催化剂以及相容剂混合,然后在双螺杆挤出机中挤出造粒,然后将得到的造粒产物与PC混合,再次在双螺杆挤出机中挤出造粒,得到所述改性PC;
其中,PC原料在挤出前利用120℃鼓风烘箱干燥。
制备例6-12
本发明在制备例6-12中分别提供一种改性ABS,依次分别记为改性ABS-1、改性ABS-2、改性ABS-3、改性ABS-4、改性ABS-5、改性ABS-6、改性ABS-7,具体的制备原料及其用量(重量份数)如表2所示:
表2
表2中,ABS的牌号为韩国LG耐酸碱ABS,TPU的牌号为Desmopan345X,德国科思创。
制备方法包括以下步骤:
将配方量的ABS、硬脂酸醇类助剂以及TPU混合,在双螺杆挤出机中挤出造粒,得到所述改性ABS;
其中,ABS原料在挤出前利用80℃鼓风烘箱干燥。
实施例1-11及对比例1-7
本发明在实施例1-11及对比例1-7中分别提供一种PC/ABS复合材料,具体的制备原料及其用量(重量份数)如表3和表4所示:
表3
表4
表3和表4中,PC的牌号为Sabic PC105;ABS的牌号为韩国LG耐酸碱ABS;相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,接枝率1.2%,梓亨塑料;抗氧剂为受阻酚类抗氧剂,DOUBLE BONDCHEMICAL IND.有限公司生产的抗氧剂1010;润滑剂为广州有友化工科技有限公司的硅酮粉YY-GT100;增韧剂为陶氏化学的INFUSETMOBC。
制备方法包括以下步骤:
将配方量的改性PC(或PC)、改性ABS(或ABS)、增韧剂、抗氧剂、相容剂、润滑剂混合,在双螺杆挤出机中挤出造粒,得到所述PC/ABS复合材料。
对实施例以及对比例提供的PC/ABS复合材料进行性能测试,测试方法如下:
(1)实验前拉伸断裂伸长率:参照ISO 527,对实施例以及对比例提供的PC/ABS复合材料进行拉伸断裂伸长率测试;
(2)实验后拉伸断裂伸长率:对实施例以及对比例提供的PC/ABS复合材料分别涂抹防晒霜(牌号为Ultraguard Sunscreen Lotion SPF 70+),放置5天后,参照.ISO 527,进行拉伸断裂伸长率测试。
性能测试结果如表5所示。
表5
由表5可以看出,本发明实施例提供的PC/ABS复合材料在涂抹防晒霜前后均具有较高的拉伸断裂伸长率(实验前拉伸断裂伸长率:110%-120%;实验后拉伸断裂伸长率:58%-75%),实验后的断裂伸长率保留率较高(50.86%-62.5%)。
相比于实施例,对比例提供的PC/ABS复合材料在涂抹防晒霜前后的拉伸断裂伸长率均较低,特别是涂抹防晒霜后的拉伸断裂伸长率明显降低,实验后的断裂伸长率保留率明显较低。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的耐溶剂PC/ABS复合材料及其制备方法和应用,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述耐溶剂PC/ABS复合材料的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
2.根据权利要求1所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述改性PC的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
3.根据权利要求2所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯;
优选地,所述偶联剂包括烯丙基缩水甘油醚;
优选地,所述催化剂包括硬脂酸钠;
优选地,所述相容剂包括聚乙二醇。
4.根据权利要求2或3所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述改性PC通过以下方法制备得到:
将配方量的偶联剂、聚酯、催化剂以及相容剂混合,挤出造粒,然后将得到的造粒产物与PC混合,再次挤出造粒,得到所述改性PC;
优选地,两次所述挤出造粒均在双螺杆挤出机中进行;
优选地,所述PC原料在挤出造粒前还包括进行干燥的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述改性ABS的制备原料按照重量份数计,包括如下组分:
ABS 80-98份;
硬脂酸醇类助剂0.2-2份;
TPU 0.5-6份。
6.根据权利要求5所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述硬脂酸醇类助剂包括十八酸乙酯、乙二醇双硬脂酸酯、三硬脂酸甘油酯或季戊四醇硬脂酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求5或6所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述改性ABS通过以下方法制备得到:
将配方量的ABS、硬脂酸醇类助剂以及TPU混合,挤出造粒,得到所述改性ABS;
优选地,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行;
优选地,所述ABS原料在挤出造粒前还包括进行干燥的步骤。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的耐溶剂PC/ABS复合材料,其特征在于,所述增韧剂包括烯烃嵌段共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯或者乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述抗氧剂包括三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基)酯、受阻酚(3,5-二丁基-4-羟基-苯基丙酸十八烷基)酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基,4-羟基苄基)均三嗪、2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]或季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述相容剂包括酸酐改性的α-烯烃共聚物,所述酸酐包括马来酸酐、邻苯二甲酸酐、富马酸酐或衣康酸酐中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述酸酐改性的α-烯烃共聚物中α烃烯烃包括乙烯、α烃丙烯、α烯丁烯、α烯异丁烯、α丁戊烯、α烯己烯或α烯辛稀中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述润滑剂包括硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、N,N-乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸单甘油酯、季戊四醇硬脂酸酯或褐煤蜡类中的任意一种或至少两种的组合。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的耐溶剂PC/ABS复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
将配方量的改性PC、改性ABS、增韧剂、抗氧剂、相容剂、润滑剂混合,挤出造粒,得到所述耐溶剂PC/ABS复合材料;
优选地,所述挤出造粒在双螺杆挤出机中进行。
10.一种如权利要求1-8中任一项所述的耐溶剂PC/ABS复合材料在汽车内饰零件中的应用。
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