CN103709710A - 加工性能优异的pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种加工性能优异的PC/ABS合金材料及其制备方法，以PC、ABS为基体树脂原料，以MBS为增韧剂，以SMA和/或马来酸酐接枝ABS(MAH-g-ABS)为相容剂，以MS树脂和/或聚萜烯树脂为流动改性树脂，并辅以少量的抗氧剂和流动改性助剂。本发明制得的PC/ABS合金材料，该材料具有优良的加工性能，而且具有强度高、韧性好等优点，能够应用在家电、办公用品、电子电气等领域，特别适用于注塑各种结构复杂的制件和大型薄壁制品。

Description

加工性能优异的PC/ABS合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种加工性能优异的PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术
PC是一种性能优异的工程塑料，具有优良的光泽度、透光率和耐老化性能，且具有较高的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度。但是，PC也具有不耐碱，流动性差、加工成型困难，制品对缺口敏感等缺点，这使得PC在实际应用中受到限制。PC/ABS合金材料综合了PC与ABS的优点，在电子、电器领域具有广泛的应用，如：用作手机、电脑、充电器的壳体材料。
但是，目前普通的PC/ABS合金材料一般是以PC、ABS材料为主体，研究多集中在提高材料的强度和韧性，所得材料流动性较差，加工性能差，如公开号为CN1605600A的发明专利公开了“一种高性能的聚碳酸酯/ABS组合物”，包含：聚碳酸酯20～90份，ABS72～8份，相容剂8～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。公开号为CN103333483A的发明专利公开了“一种改进的PC-ABS树脂合金”，包含聚碳酸酯60份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯25份，增韧剂1～20份，抗应力开裂剂1～10份，抗氧剂0.1～5份，流动剂0.1～5份。
现有的PC/ABS合金材料都是在通过加入少量的增韧剂和加工助剂，使其力学强度能够满足使用要求，但是加工性能却很差，在生产注塑一些结构较为复杂的制件，以及大型薄壁制品时，容易出现注塑件不满的情况。
发明内容
本发明针对现在技术中的不足，提供一种加工性能优异的高强度、高韧性PC/ABS合金材料及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种加工性能优异的PC/ABS合金材料，所述合金材料各组分的重量份为：PC40～80份、ABS10～40份、增韧剂5～15份、相容剂2～10份、流动改性树脂2～15份、流动改性助剂0.2～1份、抗氧剂0.2～1份；
其中，PC为聚碳酸酯的简称；
ABS塑料的化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，简称ABS。
所述流动改性树脂为MS树脂和/或聚萜烯树脂的混合物；
所述流动改性助剂为季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷、偏苯三酸三（2-乙基）己酯、均苯四甲酸四（2-乙基）己酯、邻苯二甲酸双(2-乙基)己酯中的一种或几种；
所述增韧剂为丁二烯橡胶与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯的接枝共聚物MBS，其具有“核壳结构”，以丁二烯橡胶为“核”，以甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯为“壳”。
优选的，所述的PC为熔融指数大于5的双酚A型聚碳酸酯。
优选的，所述ABS，其中苯乙烯与丙烯腈两种组分的含量合计为82-88重量份，丁二烯含量为12～18重量份。
优选的，所述的MS树脂为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的嵌段共聚物；所述的聚萜烯树脂分子式为(C10H16)n，重均分子量650-1250。
优选的，所述相容剂为SMA和/或马来酸酐接枝ABS。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
优选的，所述受阻酚类抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；所述亚磷酸酯类抗氧剂是抗氧剂168、抗氧剂245中的一种。
本发明的配方为以PC、ABS为基体树脂原料，以MBS为增韧剂，以SMA和/或马来酸酐接枝ABS(MAH-g-ABS)为相容剂，以MS树脂和/或聚萜烯树脂为流动改性树脂，并辅以少量的抗氧剂和流动改性助剂。
通过加入MBS使得材料的韧性显著提高；通过加入SMA和/或马来酸酐提高了PC与ABS的相容性，通过加入MS树脂和/或聚萜烯树脂以及季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、聚硅氧烷、偏苯三酸三（2-乙基）己酯、均苯四甲酸四（2-乙基）己酯(TOPM)、邻苯二甲酸双(2-乙基)己酯(TOTM)组成的复合物，提高了材料的流动性，改善了材料的加工性能，通过加入抗氧剂使得材料的加工过程中的热氧老化得到缓解。
本发明还公开了上述的加工性能优异的PC/ABS合金材料的制备方法，
具体步骤如下：
步骤一：将上述所有原料按照所述重量份，加入高速混合机中，混合均匀；
步骤二：将混合好的物料投入到双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机螺杆的长径比为32:1～48:1，加工温度为220℃～280℃，螺杆转速为200～600转/分，高速混合机转速为100-300转/分，混合时间为2～10分钟，经过熔融挤出、冷却、切粒，得到加工性能优异的PC/ABS合金材料。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种加工性能优异的PC/ABS合金材料及其制备方法，将PC、ABS、增韧剂、相容剂、流动改性树脂、抗氧剂、润滑剂，按照一定比例，加入高速混合机中，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中混炼、再经冷却、切粒，制得了一种加工性能优异的PC/ABS合金材料，该材料具有优良的加工性能，而且具有强度高、韧性好等优点，能够应用在家电、办公用品、电子电气等领域。特别适用于注塑各种结构复杂的制件和大型薄壁制品。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明，然后进行性能测试。
需要说明的是，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
将PC61kg，ABS26kg，MBS5kg，MAH-g-ABS2kg，MS5kg，PETS0.2kg，TOPM0.3kg，抗氧剂10760.2kg，抗氧剂2450.3kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为220℃，3-7段为240℃，8-10段为250℃，再经冷却、切粒后，即得产物。
实施例2
将PC61kg，ABS26kg，MBS5kg，MAH-g-ABS2kg，聚萜烯树脂5kg，PETS0.2kg，TOPM0.3kg，抗氧剂10760.2kg，抗氧剂2450.3kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为220℃，3-7段为240℃，8-10段为250℃，再经冷却、切粒后，即得产物。
实施例3
将PC54kg，ABS23kg，MBS10kg，MAH-g-ABS2kg，MS5kg，聚萜烯树脂5kg，PETS0.2kg，TOPM0.3kg，抗氧剂10760.2kg，抗氧剂2450.3kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为210℃，3-7段为230℃，8-10段为240℃，再经冷却、切粒后，即得产物。
对比例
将PC70kg，ABS29.5kg，抗氧剂10760.2kg，抗氧剂2450.3kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为220℃，3-7段为240℃，8-10段为260℃，再经冷却、切粒后，即得产物。
表1
实施例4
将PC48kg，ABS15kg，MBS10kg，MAH-g-ABS3kg，MS8kg，聚硅氧烷0.1kg，TOTM0.5kg，抗氧剂1680.3kg，抗氧剂10100.6kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为210℃，3-7段为230℃，8-10段为240℃，再经冷却、切粒后，即得产物。
实施例5
将PC80kg，ABS40kg，MBS15kg，MAH-g-ABS10kg，聚萜烯树脂15kg，PETS0.3kg，偏苯三酸三（2-乙基）己酯0.5kg，抗氧剂10760.2kg，抗氧剂1680.3kg，加入高速混合机中，设定转速为200r/min，混合5分钟，混合均匀后，用螺杆式喂料器精确计量给料，在双螺杆挤出机中混炼、挤出，螺杆长径比为42:1，设定主机转速400r/min，挤出机1-3段温度为220℃，3-7段为230℃，8-10段为240℃，再经冷却、切粒后，即得产物。

Claims (8)

1. 一种加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于，所述合金材料各组分的重量份为：聚碳酸酯（PC） 40～80份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS） 10～40份、增韧剂 5～15份、相容剂2～10份、流动改性树脂2～15份、流动改性助剂0.2～1份、抗氧剂0.2～1份；
所述流动改性树脂为MS树脂和/或聚萜烯树脂的混合物；
所述流动改性助剂为季戊四醇硬脂酸酯、聚硅氧烷、偏苯三酸三（2-乙基）己酯、均苯四甲酸四（2-乙基）己酯、邻苯二甲酸双(2-乙基)己酯中的一种或几种；
所述增韧剂为丁二烯橡胶与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯的接枝共聚物MBS。
2.根据权利要求1所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的PC为熔融指数大于5的双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于：所述ABS，其中苯乙烯与丙烯腈两种组分的含量合计为82～88重量份，丁二烯橡胶含量为12～18重量份。
4.根据权利要求3所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于：所述的流动改性树脂，其中，MS为甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的嵌段共聚物；聚萜烯树脂分子式为(C10H16)n，重均分子量650-1250。
5.根据权利要求4所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于：所述相容剂为SMA和/或马来酸酐接枝ABS。
6.根据权利要求5所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于： 所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
7.根据权利要求6所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料，其特征在于：所述所述受阻酚类抗氧剂是抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种；所述亚磷酸酯类抗氧剂是抗氧剂168、抗氧剂245中的一种。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的加工性能优异的PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于：
具体步骤如下：
步骤一：将所有原料按照所述重量份，加入高速混合机中，混合均匀；
步骤二：将混合好的物料投用螺杆式喂料器给料入到双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、冷却、切粒，得到加工性能优异的PC/ABS合金材料，所述双螺杆挤出机螺杆的长径比为36:1～42:1，加工温度为230℃～260℃，螺杆转速为200～400转/分，高速混合机转速为100-200转/分，混合时间为3～5分钟。
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