一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金及其制备方法.pdf

本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金及其制备方法。一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，由如下重量分数的组分组成：PC50~80份；ABS15~30份；ABS-g-MAH5~10份；SAN-g-GMA5~10份；防火剂0.2-0.4份；抗氧剂10100.1~0.4；份抗氧剂1680.1~0.4份；抗紫外线UV-5310.1~0.4份；扩散粉EBS0.02~0.07份。本发明的原料配方中采用双组分相容剂作为体系对PC/ABS进行改性，大大提高合金相容性和力学性能，使PC/ABS合金具有高耐低温性，最高耐寒温度可达到-87℃，适用于寒冷地区应用。

1.  一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，其特征在于由如下重量分数的组分组成：
PC                                                50~80份                                   
ABS                                               15~30份
ABS-g-MAH                                         5~10份
SAN-g-GMA                                         5~10份
防火剂                                            0.2-0.4份
抗氧剂1010                                        0.1~0.4份
抗氧剂168                                          0.1~0.4份
抗紫外线UV-531                                   0.1~0.4份
扩散粉EBS                                         0.02~0.07份。

2.  根据权利要求1所述的一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，其特征在于，所述ABS-g-MAH的接枝率为1~2%，熔体流动速率为0.8~1.2g/10min。

3.  根据权利要求1所述的一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，其特征在于，所述SAN-g-GMA的接枝率为1~3%，熔体流动速率为1.2~1.4g/10min。

4.  一种权利要求1所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
将所需原料配方充分混合搅拌均匀后经平行双螺杆挤出机，在220~250 ℃的温度下熔融混炼，所得熔体由平行双螺杆挤出机挤出后，经自来水槽冷却，再经过拉条、风干，引入切粒机进行造粒，收集粒料即为本发明所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金。

5.  根据权利要求4所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌的转速为650~1300转/分。

6.  根据权利要求4所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机的转速为250~400rpm。

7.  根据权利要求4所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述自来水槽温度为60~80℃。

8.  根据权利要求4所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述切粒机的转速为700~900 rpm。

9.  一种权利要求1所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金在制备汽车仪表盘、低温容器和制冷器的应用。

一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金及其制备方法。
背景技术
国内外的很多报导研究都是采用单个品种的相容剂接枝改性 PC/ABS 合金，很少有关于采用两种或者多种相容剂作为一个体系对合金力学性能的影响进行研究。例如，上海普利特复合材料股份有限公司发明专利《一种电表壳用高分子材料》，专利申请号： CN2007101729.9，由 PC 基础树脂、玻纤、主阻燃剂、抗滴落剂、增韧剂、相容剂马来酸酐接枝ABS、润滑剂以及抗氧剂受阻酚类和亚磷酸酯类组成，其特征在于：所用的PC为中等流动PC和高流动 PC 的混合，所用的主阻燃剂为十溴二苯乙烷，所用的相容剂为 ABS-g-MAH ，所用的增韧剂为 PTW，所用的润滑剂是 PETS，所制得阻燃增强聚碳酸酯组合物，由于不仅具有刚性高、耐热性和尺寸稳定性好的特点、并且具备良好的加工性，而且具有良好的外观，适合做好的电表壳体材料；青岛润兴塑料新材料有限公司发明专利《加工性能优异的PC/ABS合金材料及其制备方法》，专利申请号： CN201310728183.4，以PC、 ABS为基体树脂原料，以MBS为增韧剂，以SMA和/或ABS-g-MAH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。所制得的PC/ABS合金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；中国专利《ABS/再生PET树脂组合物及其制备方法》，专利申请号：CN201110030034.1，公开了一种ABS/再生PET树脂组合物及其制备方法，通过加入苯乙烯-丙烯腈共聚物-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物有效改善ABS与PET的相容性，使 ABS/PET 树脂组合物具有较高冲击性能；因此，如何通过配方设计制备出具有优良耐低温性能的PC/ABS合金应用于制备汽车仪表盘、低温容器和制冷器，将具有重要的实际应用价值，相关途径还未报导。
聚碳酸酯（PC）是一种分子链重复单元为碳酸酯型的聚合物。PC作为主要工程塑料之一，具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等优点。然而，PC也存在加工流动性差、易应力开裂、对缺口敏感、容易磨损、耐化学药品性差、价格偏高等缺点，这些缺点使它在许多领域的应用受到限制。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS树脂）具有良好的耐冲击性和加工流动性，易加工、具有良好的韧性刚性和强度、尺寸稳定、耐化学试剂且价格便宜，但是在其他力学性能等方面有欠缺。PC与ABS共混所得的PC/ABS合金性能可以弥补单组分材料的不足，达到取长补短的效果。而共混体系相容性的好坏，直接影响了合金的各项性能指标.。为了改善PC/ABS共混体系的相容性，一般采用向体系添加相容剂的方法。
目前常见的用于PC/ABS共混体系的相容剂有各类接枝物、丙烯酸或甲基丙烯酸酯的共聚物、胺基SAN、双组分增容等。对于PC/ABS共混体系而言，通常在体系中加入相容剂以降低相界面张力和分散相尺寸，从而提高合金的力学性能以扩大其使用范围。
 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金。
本发明的另一个目的是提供上述PC/ABS合金的制备方法以及应用。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，由如下重量分数的组分组成：
PC                                                50~80份；                                   
ABS                                                   15~30份;
ABS-g-MAH                                         5~10份
SAN-g-GMA                                         5~10份
防火剂                                            0.2-0.4份
抗氧剂1010                                        0.1~0.4份
抗氧剂168                                          0.1~0.4份
抗紫外线UV-531                                   0.1~0.4份
扩散粉EBS                                         0.02~0.07份。
进一步的，所述ABS-g-MAH的接枝率为1~2%，熔体流动速率为0.8~1.2g/10min。
进一步的，所述SAN-g-GMA的接枝率为1~3%，熔体流动速率为1.2~1.4g/10min。
上述PC采用市售的任何一种PC原料均可实现本发明。
上述ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，采用市售的任何一种 ABS 原料均可实现本发明。
上述ABS-g-MAH相容剂是由ABS和马来酸酐直接反应得来，接枝率为1~2%，其主链结构与ABS相同，因此ABS-g-MAH相容剂与ABS有很好的相容性，并且马来酸酐基团与PC端羟基发生酯化反应生成接枝物，这种接枝物起到了相容剂的作用。
上述SAN-g-GMA是由苯乙烯/丙烯腈共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应生成接枝物，接枝率为1~3%，壳层含有高活性环氧基团GMA，可以提高PC/ABS合金的相容性、和抗冲击性能，增韧效率与传统的增韧剂MBS相当；GMA反应官能团还可以对PC的端羟基进行有效封端，提高PC/ABS的加工热稳定，避免注塑制件表面产生的麻点或银丝。而SAN是苯乙烯-丙烯腈二元共聚物，具有超高流动性，可以有效促进材料塑化，能显著降低塑料熔体的粘度和玻璃化温度，有效提高PC/ABS合金的耐寒性。
上述抗氧剂1010和抗氧剂168均为市售产品，在本发明中起到抗热、抗氧老化的作用。
上述抗紫外线剂UV-531为市售产品，在本发明中起到克服 PC/ABS 合金在紫外线照射下变色、变形和老化的作用。
上述扩散粉EBS为市售产品，在本发明中起到润滑、扩散的作用。
本发明的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法包括如下步骤：
将所需原料配方充分混合搅拌均匀后经平行双螺杆挤出机，在220~250 ℃的温度下熔融混炼，所得熔体由平行双螺杆挤出机挤出后，经自来水槽冷却，再经过拉条、风干，引入切粒机进行造粒，收集粒料即为本发明所述的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金。
进一步的，所述混合搅拌的转速为650~1300转/分。
进一步的，所述平行双螺杆挤出机的转速为250~400 rpm。
进一步的，所述自来水槽温度为60~80 ℃。
进一步的，所述切粒机的转速为700~900 rpm。
上述制备方法中，熔融混炼采用温度为220~250℃，是因为温度太低，熔融不好；温度太高，料会分解。
上述制备方法中，由平行双螺杆挤出机挤出的熔体经水槽冷却时，所用的水槽温度为60~80 ℃。
上述制备方法中，切粒机的转速为600～900rpm；本发明人通过研究发现，若切粒机转速过慢，则粒料颗粒太大，若切粒机转速过快，则粒料颗粒太小，因此，切粒机的转速需要调整至600～900rpm的范围内，否则都会对最终粒料的外观有影响。
对上述制备所得PC/ABS合金进行性能测试，发现该合金具有高性能、高稳定性、高缺口冲击强度和耐低温等优异的力学性能等特点，可用于制备汽车仪表盘、低温容器和制冷器。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明采用搅拌混合-熔融挤出-冷却风干-切粒筛选的制备工艺流程，根据其配方原料的特点，优化各工艺参数，通过对原料混合的转速、平行双螺杆挤出机的转速、熔融混炼温度、冷却水温度、切粒机转速等技术参数的科学设置，保证在简化工艺流程、降低制造成本的同时，制备出性能优良的产品。
2.本发明的原料配方中采用双组分相容剂作为体系对PC/ABS进行改性，大大提高合金相容性和力学性能，使PC/ABS合金具有高耐低温性，最高耐寒温度可达到-87℃，适用于寒冷地区应用。
3.本发明的双组分增韧耐低温PC/ABS合金，具有高性能、高稳定性、高缺口冲击强度和耐低温等优异的力学性能等特点，可应用于制备汽车仪表盘、低温容器和制冷器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
本实施例的一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，其原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
PC                                                    60份                                   
ABS                                                   25份
ABS-g-MAH                                           7份
SAN-g-GMA                                           7份
防火剂                                                0.3份
抗氧剂1010                                           0.2份
抗氧剂168                                            0.2份
抗紫外线UV-531                                         0.24份
扩散粉EBS                                              0.06份
上述双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法是按照上述原料配方，将PC、ABS、ABS-g-MAH、SAN-g-GMA、防火剂、抗氧剂1010、抗氧剂 168、抗紫外线UV-531、扩散粉EBS充分混合均匀后经平行双螺杆挤出机，在220~250℃的温度下熔融混炼，所得熔体由平行双螺杆挤出机挤出后，经自来水槽冷却，再经过拉条、风干，引入切粒机进行造粒，收集粒料即为本发明的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金。
上述制备方法中，切粒机的转速为 600 rpm。
采用ASTM 国际标准对本实施例制备的双组分增韧耐低温 PC/ABS合金进行性能测试，结果如表1 所示。
表1

由表 1 可以看出，由本实施例制备的双组分增韧耐低温 PC/ABS合金 ，其各项性能指标均达到国家汽车、电子产品材料的标准要求，应用在极寒地区可达到 -87 ℃的耐寒要求，进一步证明了双组分增韧耐低温 PC/ABS 合金在恶劣条件下的使用可行性。
实施例2
本实施例的一种双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金，其原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
PC                                                     58份；                                   
ABS                                                   27份
ABS-g-MAH                                        10份
SAN-g-GMA                                        4份
防火剂                                           0.3份
抗氧剂1010                                        0.2份
抗氧剂168                                         0.2份
抗紫外线UV-531                                    0.24份
扩散粉EBS                                        0.06份
上述双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金的制备方法是按照上述原料配方，将PC、ABS、ABS-g-MAH、SAN-g-GMA、防火剂、抗氧剂1010 、抗氧剂 168 、抗紫外线 UV-531、扩散粉EBS充分混合均匀后经平行双螺杆挤出机，在220~250 ℃的温度下熔融混炼，所得熔体由平行双螺杆挤出机挤出后，经自来水槽冷却，再经过拉条、风干，引入切粒机进行造粒，收集粒料即为本发明的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金。
上述制备方法中，切粒机的转速为 600 rpm。
采用ASTM 国际标准对本实施例制备的双组分增韧耐低温 PC/ABS 合金进行性能测试，结果如表 2 所示。

由表 2 可以看出，由本实施例制备的双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金 ，其各项性能指标均达到国家汽车、电子产品材料的标准要求，应用在极寒地区可达到 -85℃的耐寒要求，进一步证明了双组分相容剂增韧耐低温PC/ABS合金在恶劣条件下的使用可行性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。