一種高性能的聚碳酸酯/abs組合物及其用途的製作方法
2023-06-23 12:20:56
專利名稱：一種高性能的聚碳酸酯/abs組合物及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚碳酸酯/ABS組合物及其用途，屬於高分子合金領域。
背景技術：
聚碳酸酯，尤其是雙酚A類聚碳酸酯具有突出的衝擊韌性，優良的電絕緣性，寬廣的使用溫度範圍，製品尺寸穩定，是一種綜合性能較好的工程塑料。雖然聚碳酸酯綜合性能較好，但是它的某些缺陷如易於應力開裂，對缺口敏感，耐磨性欠佳與加工流動性較差等都需改進。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)不僅具有韌、硬、剛相均衡的優良力學性能，而且具有較好的耐化學藥品性、尺寸穩定性、表面光澤度、耐低溫特性、著色性能和加工流動性等優點。
聚碳酸酯和ABS作為性能優異的工程塑料，廣泛應用在各個領域，聚碳酸酯/ABS共混物也是最早工業化生產的一種聚碳酸酯改性產品。目前已有大量製品採用含有聚碳酸酯/ABS合金作為原材料，其有效地吸取了二者的優點，具有良好的機械性能，如良好的衝擊強度、撓曲性、剛性、耐熱性和較寬的加工溫度範圍等。
隨著經濟的不斷發展，人民生活水平的提高，消費者及其廠家對產品的性能要求越來越高，尤其是與人民生活密切相關的產品，比如一些家用電器、汽車部件以及手機等小電子產品。這些產品要求材料高流動性、高強度、高韌性、加工穩定性良好等。
申請號94109193.7公開了具有低光澤、阻燃和耐衝擊特性的組合物，包括(a)聚碳酸酯；(b)共聚物凝膠，如苯乙烯-丙烯腈凝膠(SAN GEL)；(c)衝擊改性劑；(d)阻燃劑；(e)防滴劑；(f)任選地使用的接枝共聚物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)；和(g)任選地使用的共聚物，如苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
申請號99807929.4公開了防燃聚碳酸酯/ABS模塑組合物，包含A)40～99重量份芳族聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯B)0.5～60重量份接枝聚合物，特徵在於接枝聚合物B包含B.1)5～95wt％1種或多種乙烯基單體，以及B.2)95～5wt％1種或多種粒狀二烯橡膠，其玻璃化轉變溫度小於10℃，系由乳液聚合製成，其中接枝聚合是採用一種包含有機氫過氧化物和抗壞血酸的引發劑體系實施的，C)0～45重量份至少1種熱塑性聚合物，選自熱塑性乙烯基(共)聚合物和聚對苯二甲酸鏈烷二醇酯，D)0.1～50重量份至少1種來自下列通式磷腈的組分其中R每種情況可相同或不同，代表氨基，每種情況下優選被滷化的C1～C8烷基或C1～C8烷氧基，每種情況下任選地被烷基和/或滷素取代的C5～C6環烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳氧基或C7～C12芳烷基，k代表0或者1～15的數，E)0～5重量份氟化聚烯烴。
雖然國內外有不少研究人員都在從事聚碳酸酯/ABS組合物改性的研究，但目前聚碳酸酯/ABS組合物的各項性能仍不能完全滿足高性能產品的要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種聚碳酸酯/ABS組合物，該組合物具有優異的流動性能、極佳的衝擊性能和加工性能，可直接作為手機殼體、各種家電部件的原材料，尤其適合於薄壁產品的生產。
本發明的再一目的在於提供一種聚碳酸酯/ABS組合物的用途。
為了實現本發明目的，本發明所述的一種聚碳酸酯/ABS組合物，包括聚碳酸酯(PC)20～90份，ABS 72～8份，相容劑8～2份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
優選的為，聚碳酸酯40～90份，ABS 50～10份，相容劑6～2份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
更優選的為，聚碳酸酯65～85份，ABS 32～12份，相容劑5～3份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
所述的份為重量份，可為公斤、克、噸、斤等本領域常用的重量單位。
其中，聚碳酸酯為雙酚A類聚碳酸酯，熔融指數為5～15g/10min，如國外BAYER，GE，帝人化成等公司均有生產。
ABS為苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，本發明選擇丁二烯含量在30％～70％之間，優選為40％～60％，選擇高含量的丁二烯可提高組合物的模量，以滿足電器產品的要求。
為了提高產品的光、熱穩定性能及加工穩定性，在組合物加入一些抗氧劑，抗氧劑可選擇有機受阻酚類、胺類、亞磷酸酯類、硫酯類等抗氧劑，可為一種或兩種以上的混合，混合比例為1～2∶1～2或1～2∶1～2∶1～2；受阻酚類可為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱抗氧劑1010)、β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(簡稱抗氧劑1076)、N，N′-，6-己二基二(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羥基苯丙醯(簡稱抗氧劑1098)、3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羥基苯丙酸2-(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羥基苯基)-1-氧代丙基)醯肼(簡稱抗氧劑MD1024)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羥基苄基)苯(簡稱抗氧劑330)、4，4′-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(簡稱抗氧劑300)等，胺類應為非汙染的對苯二胺體系，如N-苯基苯胺與2，2，4-三甲基戊烯的反應產物；亞磷酸酯類可為亞磷酸三苯酯(TPP)、三-(壬基苯基)亞磷酸酯(TNPP)、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(簡稱抗氧劑168)、季戊四醇雙亞磷酸二(十八)醇酯(簡稱抗氧劑619)、季戊四醇雙亞磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(簡稱抗氧劑626)等，硫酯類可為硫代二丙酸二月桂酯DLTP、或硫代二丙酸二(十八)酯DSTP等。
為了便於加工改性的順利完成，也就是便於雙螺杆的擠出，可在組合物中加入潤滑劑，所述的潤滑劑選用硬脂酸硬脂酯類或氧化聚烯烴蠟，硬脂酸硬脂酯類為硬脂酸季戊四醇酯或褐煤酸酯，氧化聚烯烴蠟為PE蠟或PP蠟，優選的為硬脂酸硬脂酯類。
一般，在ABS共混改性時，常選用丁二烯含量在18％左右的ABS，因為隨著丁二烯在ABS中含量的增加，聚碳酸酯與ABS體系的相容性就越差；本發明的研究人員在試驗過程中發現，只要選擇好適當的相容劑，完全可解決相容性與ABS中高丁二烯含量之間的矛盾。
本發明所述的相容劑為非反應型相容劑，比如丙烯腈-苯乙烯共聚物及其接枝物如丁二烯、乙丙膠或丙烯酸等的接枝物，該種相容劑完全能滿足組合物體系的需要，改善了PC與ABS之間的相容性。
本發明所述的聚碳酸酯/ABS組合物可選擇雙螺杆擠出機或附有靜態混合器的單螺杆擠出機，優選為雙螺杆擠出機，一般加工溫度範圍可控制在250～280℃之間。
本發明所述的聚碳酸酯/ABS組合物在生產手機殼體、冰箱、微波爐、加溼器或照明的家電零部件；以及在生產汽車儀錶板骨架；在生產複印機面板或筆記本電腦外殼的辦公設備產品中的用途，尤其適合於手機殼體的生產。
本發明所述的聚碳酸酯/ABS組合物對各種組分進行篩選，選擇出對於該組合物適合的PC、ABS、抗氧劑、潤滑劑以及相容劑，有效地發揮了PC與ABS的優點，其中該組合物中的B含量較高，卻並不破壞組合物的相容體系，具有優異的流動性能、極佳的衝擊性能和加工性能，可直接作為手機殼體、各種家電部件的原材料，尤其適合於薄壁產品的生產。
本發明所述的聚碳酸酯/ABS組合物的各項性能優異，MFR 20～35g/10min，拉伸屈服強度55～62MPa，彎曲強度80～90MPa，彎曲模量2300～2500MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，40～60KJ/m2，/-30℃，16～30KJ/m2(採用ISO標準)。
對於手機產品來說，一般需要材料達到如下性能MFR＞18g/10min，拉伸屈服強度＞52MPa，彎曲強度＞75MPa，彎曲模量＞2200MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，＞35KJ/m2，/-30℃，＞15KJ/m2，本發明的聚碳酸酯/ABS組合物完全可用於手機殼體的生產，保證了行動裝置的使用安全性能；以及極佳的脫模性能。
對於整機衝擊實驗鋼球(手機整機測試專用)衝擊無裂口；整機跌落實驗2米高度，手機六個面自由落下無裂紋。本發明的組合物完全通過檢測，而一般常用PC、ABS等均不能滿足，就連普通PC/ABS合金也無法通過測試。
本發明所述的聚碳酸酯/ABS組合物的各組分發揮了各自的協同作用，產品性能優異，具有優異的流動性能、極佳的衝擊性能和加工性能，可直接用於生產手機殼體、冰箱、微波爐、加溼器、照明等家電零部件；汽車儀錶板骨架；辦公設備如複印機面板、筆記本電腦外殼等。
具體實施例方式
下面實施例進一步描述本發明，但所述實施例僅用於說明本發明而不是限制本發明。
實施例1本實施例的組合物組分為聚碳酸酯20公斤，ABS 45公斤，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)相容劑3公斤，抗氧劑1010 0.2公斤，潤滑劑硬脂酸季戊四醇酯0.2公斤；其中聚碳酸酯熔融指數為8g/10min，BAYER公司生產，ABS為GE公司生產的丁二烯含量為40％的B440牌號產品，AS相容劑由杜邦公司生產，抗氧劑為瑞士汽巴公司，潤滑劑為ICI公司生產。
將上述各組分進行混合均勻，然後用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，加工溫度為260℃(塑化段)。
產品經檢測，性能如下MFR22g/10min，拉伸屈服強度58MPa，彎曲強度80MPa，彎曲模量2400MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，43KJ/m2，/-30℃，16KJ/m2。
本實施例的聚碳酸酯/ABS組合物可作為手機殼體的原料，其所生產的手機進行整機衝擊實驗鋼球(手機整機測試專用)衝擊無裂口；整機跌落實驗2米高度，手機六個面自由落下無裂紋。完全通過性能檢驗。
實施例2本實施例的組合物組分為聚碳酸酯6.5公斤，ABS 2.8公斤，相容劑0.5公斤，抗氧劑168為0.3公斤，潤滑劑褐煤酸酯0.1公斤；其中聚碳酸酯熔融指數為6g/10min，GE公司生產，ABS為GE公司生產的丁二烯含量為65％的B338牌號產品，相容劑丙烯酸接枝AS共聚物為三菱公司生產，抗氧劑為瑞士汽巴公司。
將上述各組分進行混合均勻，然後用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，加工溫度為250℃(塑化段)。
產品經檢測，性能如下MFR20g/10min，拉伸屈服強度60MPa，彎曲強度85MPa，彎曲模量2300MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，40KJ/m2，/-30℃，18KJ/m2。
本實施例的聚碳酸酯/ABS組合物可作為手機殼體的原料，其所生產的手機進行整機衝擊實驗鋼球(手機整機測試專用)衝擊無裂口；整機跌落實驗2米高度，手機六個面自由落下無裂紋。完全通過性能檢驗。
實施例3本實施例的組合物組分為聚碳酸酯90公斤，ABS10公斤，AS相容劑6公斤，抗氧劑168為0.3公斤，潤滑劑PE蠟為0.3公斤；其中聚碳酸酯熔融指數為12g/10min，帝人化成公司生產，ABS為GE公司生產的丁二烯含量為60％的B336牌號產品。
將上述各組分進行混合均勻，然後用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，加工溫度為270℃(塑化段)。
產品經檢測，性能如下MFR24g/10min，拉伸屈服強度55MPa，彎曲強度86MPa，彎曲模量2350MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，45KJ/m2，/-30℃，18KJ/m2。
本實施例的聚碳酸酯/ABS組合物可作為手機殼體的原料，其所生產的手機進行整機衝擊實驗鋼球(手機整機測試專用)衝擊無裂口；整機跌落實驗2米高度，手機六個面自由落下無裂紋。完全通過性能檢驗。
實施例4-10同實施例1，不同的是各組分為
實施例4-10各組合物的性能檢測結果如下
以上各實施例所述的組合物均可用於生產手機殼體、冰箱、微波爐、加溼器、照明等家電零部件；汽車儀錶板骨架；辦公設備如複印機面板；筆記本電腦外殼等產品。
儘管對本發明已作了詳細的說明並引證了一些具體實例，但對本領域技術人員來說，只要不離開本發明的精神和範圍，作各種變化或修正是顯然的。
權利要求
1.一種聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，包括聚碳酸酯20～90份，ABS 72～8份，相容劑8～2份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
2.根據權利要求1所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，包括聚碳酸酯40～90份，ABS 50～10份，相容劑6～2份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
3.根據權利要求1所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，包括聚碳酸酯65～85份，ABS 32～12份，相容劑5～3份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，所述的聚碳酸酯為雙酚A類聚碳酸酯，熔融指數為5～15g/10min。
5.根據權利要求1～3中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，所述的ABS丁二烯含量在30％～70％之間，優選為40％～60％。
6.根據權利要求1～3中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，所述的抗氧劑可選擇有機受阻酚類、胺類、亞磷酸酯類、硫酯類抗氧劑，可為一種或兩種以上的混合。
7.根據權利要求1～3中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，所述的潤滑劑選用硬脂酸硬脂酯類或氧化聚烯烴蠟，硬脂酸硬脂酯類為硬脂酸季戊四醇酯或褐煤酸酯，氧化聚烯烴蠟為PE蠟或PP蠟。
8.根據權利要求1～3中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，所述的相容劑可選用丙烯腈-苯乙烯共聚物及其接枝物，如丁二烯、乙丙膠或丙烯酸的接枝物。
9.根據權利要求1～8中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物，其特徵在於，採用ISO標準，所述組合物的性能為MFR20～35g/10min，拉伸屈服強度55～62MPa，彎曲強度80～90MPa，彎曲模量2300～2500MPa，Izod缺口衝擊強度23℃，40～60KJ/m2，/-30℃，16～30KJ/m2。
10.權利要求1～9中任一項所述的聚碳酸酯/ABS組合物在生產手機殼體、冰箱、微波爐、加溼器或照明的家電零部件；以及在生產汽車儀錶板骨架；在生產複印機面板或筆記本電腦外殼的辦公設備產品中的用途，尤其適合於手機殼體的生產。
全文摘要
本發明公開了一種聚碳酸酯/ABS組合物，包括聚碳酸酯20～90份，ABS 72～8份，相容劑8～2份，抗氧劑0.4～0.2份，潤滑劑0.3～0.1份；該組合物具有優異的流動性能、極佳的衝擊性能和加工性能，可作為手機殼體、各種家電部件的原材料，尤其適合於薄壁產品的生產。
文檔編號C08L69/00GK1605600SQ20041000631
公開日2005年4月13日 申請日期2004年2月25日 優先權日2004年2月25日
發明者吳全德 申請人:吳全德