一種聚碳酸酯與abs合金及其製備方法和應用的製作方法

2023-04-23 06:11:46 3

專利名稱：一種聚碳酸酯與abs合金及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種合金，具體地，涉及一種聚碳酸酯與ABS合金，以及它的製備方法和應用。
背景技術：
聚碳酸酯(Polycarbonate，縮寫PC)是日常常見的一種材料。具有良好的抗衝擊、 抗熱畸變性能，而且耐候性好、硬度高，因此適用於生產轎車和輕型卡車的各種零部件，其主要集中在照明系統、儀錶板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險槓等。ABS 樹脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1，3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene) 三種單體的接枝共聚物。ABS樹脂的優點是抗衝性、隔音性、耐劃痕性及耐熱性更好，比 PP(聚丙烯)更美觀，特別在橫向抗衝性和使用溫度都較為嚴格。PC/ABS合金可綜合兩者的優良性能，一方面提高ABS的耐熱性和拉伸強度，另一方面降低PC熔體粘度，改善加工性能，減少製品內應力和衝擊強度對製品厚度的敏感性。PC與ABS具有一定的相容性，但是，PC與ABS的相容性受兩組分的型號、配比及加工工藝等因素影響很大。使得PC/ABS合金拉伸強度、伸長率和熱變形溫度有所下降，限制了應用領域。專利申請CN200710026531. 8公開了一種聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金，其主要包括以下組分，以重量份數表示為聚碳酸酯(PC) 56 75、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 15 25、相容劑2 4、增韌劑3 8、矽酮類阻燃劑5 7、環氧樹脂0.5 1 ；抗氧劑0. 1 0.3。專利申請CN200610033864. 9提供了一種由PC次料改性的PC/ABS合金的配方， 由按質量份數計算的下列組分組成PC回收料40 70份、ABS 20 40份、接枝共聚物 3 10份、增韌劑1 5份、環氧樹脂0. 1 1份、抗氧劑0. 1 0. 5份、催化型阻燃劑 0. 08 0. 5份、溴系阻燃劑2 6份、銻系阻燃劑1 2份、無機阻燃劑1 2份、潤滑劑0. 1 1份、聚四氟乙烯0. 2 0. 8份。上述技術中，PC/ABS合金的拉伸強度、熱變形溫度均較低，使得加工製品有缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種聚碳酸酯與ABS合金。該合金抗衝性好、抗拉伸性好、熱變形溫度高。本發明的另一目的是提供一種所述聚碳酸酯與ABS合金的製備方法。本發明的再一目的是提供所述聚碳酸酯與ABS合金在製備汽車內部零件、汽車內部裝修部件、車輪蓋事務機器、計算機和商業機器殼體、電器設備、草坪園藝機器、通訊器材、家用電器或照明設備中的應用。本發明提供的一種聚碳酸酯與ABS合金，包括按重量份計的下述組分(a) 70 50份聚碳酸酯；
(b) 30 50 份 ABS 樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3 5%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的2 5%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的5 8%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的0. 5 1. 5%的潤滑劑。本發明的聚碳酸酯與ABS合金，優選地，包括按重量份計的下述組分(a) 65 55份聚碳酸酯；
(b) 35 45 份 ABS 樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3. 5 4. 5%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的3 4%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的6 7%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的0. 8 1. 2%的潤滑劑。本發明的聚碳酸酯與ABS合金，更優選地，包括按重量份計的下述組分(a) 70份聚碳酸酯；(b) 30 份 ABS 樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的2%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的3%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的的潤滑劑。其中，所述聚碳酸酯的熔融指數在10. 5g/10min以上QOO °C，5公斤)，優選 10. 5 13g/10min。聚碳酸酯的粘度係數為55 65cm3/g(中低粘度)。其中，所述ABS樹脂的B含量(丁二烯含量)大於10%。優選12% 20%。其中，所述阻燃劑為滷系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷-滷系阻燃劑或磷-氮系阻燃劑。進一步地，所述滷系阻燃劑為溴代三嗪，三(2，3_ 二溴丙基)異三聚氰酸酯，三聚氰胺氰尿酸鹽，三溴苯酚或四溴雙酚A。所述磷系阻燃劑為磷酸三(2，4_二溴苯基)酯，三聚磷酸鋁或磷酸三甲苯酯。所述氮系阻燃劑為三聚氰胺或三聚氰胺磷酸鹽。所述磷-滷系阻燃劑為磷酸三甲苯酯-六溴環十二烷複合阻燃劑等。所述磷-氮系阻燃劑為磷酸三(2， 4-二溴苯基)酯-三聚氰胺磷酸鹽複合阻燃劑等。所述阻燃劑優選溴代三嗪，磷酸三(2， 4-二溴苯基)酯。所述阻燃劑的細度高於或等於2500目。其中，所述相容劑為馬來酸酐接枝ABS，聚己酸內酯(PCL)，聚苯乙烯-b-聚乙烯 (PS-b-PE)嵌段物，氯化聚乙烯，聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH接枝物)或聚乙烯接枝馬來酸酐。優選聚丙烯接枝馬來酸酐，馬來酸酐接枝ABS或聚苯乙烯-b-聚乙烯(PS-b-PE) 嵌段物。其中，所述增韌劑為樹脂共聚物類、橡膠類或熱塑性彈性體類增韌劑。進一步地，所述樹脂共聚物類增韌劑為MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)，PBA/PMMA(聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯)型接枝共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。所述橡膠類增韌劑為聚硫橡膠，聚丁二烯橡膠，丁晴橡膠，乙丙橡膠或丁苯橡膠。所述熱塑性彈性體類增韌劑為聚氨酯類、苯乙烯類、聚烯烴類、聚酯類、間規1，2_聚丁二烯類、苯二甲酸酯類或聚醯胺類熱塑性彈性體。
所述增韌劑優選MBS，PBA/PMMA或EVA。所述增韌劑為具有核-殼結構的、且膠含量大於60%的接枝共聚物。其中，所述潤滑劑為脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪酸醯胺，金屬皂，烴類潤滑劑或有機矽化合物。進一步地，所述脂肪酸為棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸、亞麻酸或花生四烯酸。所述脂肪酸酯為丙二醇脂肪酸酯，乙二醇脂肪酸酯。所述脂肪酸醯胺為乙撐雙硬脂醯胺 (EBS)、月桂醯胺、油酸醯胺、硬脂酸醯胺、椰油醯胺基丙基二甲基叔胺或肉豆蔻醯胺基丙基二甲基叔胺等。所述金屬皂為硬脂酸鈣或十二烷基硫酸鈉等。所述烴類潤滑劑為微晶石蠟、液體石蠟、固體石蠟、氯化石蠟或聚乙烯蠟。所述有機矽化合物為聚矽氧烷、矽油、二氧化矽或硅藻土。所述潤滑劑優選EBS或硬脂酸醯胺。本發明提供的一種所述聚碳酸酯與ABS合金的製備方法，包括以聚碳酸酯與ABS 樹脂作為基料按重量份配比進行混合後，再加入阻燃劑、相容劑、增韌劑和潤滑劑，混合均勻後熔融擠出造粒。上述製備方法中將聚碳酸酯與ABS樹脂作為基料混合，混合時的溫度為常溫05 °C )，轉速為 1000 1500轉/分鐘，混合時間為10 15分鐘。所述擠出造粒使用的是雙螺杆螺旋機。其中，所述雙螺杆螺旋機加工溫度為210 255°C，。各區溫度分別為一區溫度 220 225°C、二區溫度230 240°C、三區溫度230 240°C、四區溫度235 245°C、五區溫度230 240°C、六區溫度230 240°C。其中，所述雙螺杆螺旋機的主機轉速為350 450轉/分鐘，停留時間為1 2分鐘。此外，在將聚碳酸酯與ABS樹脂作為基料混合前，需先將聚碳酸酯粒料在110 120°C下乾燥6h ；ABS粒料在80 90°C下乾燥2 3h，分別製得乾燥的粒料。本發明所述的ABS樹脂均為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂。本發明提供的所述聚碳酸酯與ABS合金可以應用於汽車內部零件、汽車內部裝修部件、車輪蓋事務機器、計算機和商業機器殼體、電器設備、草坪園藝機器、通訊器材、家用電器或照明設備。本發明製得的聚碳酸酯與ABS合金，相容性好，不但維卡軟化溫度、熱變形溫度都有所提高，而且衝擊強度、拉伸強度、彎曲強度也都有明顯提高，均優於現有技術。即無論從熱學性能還是力學性能，本發明的PC/ABS合金都有明顯的改善，競爭力提高。
具體實施例方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。本發明實施例中所用試劑的購買渠道如下聚碳酸酯(PC)，德國拜耳公司；ABS樹脂，臺灣奇美實業股份有限公司；阻燃劑，山東壽光神潤發海洋化工有限公司；相容劑，東莞市鍵橋化工有限公司；增韌劑，山東東營萬達有限公司；潤滑劑，青島中塑經濟發展有限公司。實施例1PC/ABS合金各組分按重量計(a) PC粒料(熔融指數13g/10min，粘度係數 56cm7g)，Bayer 2605，500g ； (b)ABS 樹脂粒料(B 含量12% ),奇美 PA757，500g ； (c)阻燃劑，2500目的溴代三嗪FR245, 30g ； (d)相容劑，馬來酸酐接枝ABS共混物T15，20g ； (e)增韌劑 MBS M61 (膠含量為 61% ),30g ;(f)潤滑劑 EBS 200，IOgo製備方法將PC粒料與ABS粒料置於真空乾燥箱中，PC粒料在115°C下乾燥6h， 製得乾燥的PC粒料；ABS粒料在80°C下乾燥3h，製得乾燥的ABS粒料。以乾燥的PC粒料與ABS粒料為基料，按上述比例混合後(混合時的溫度為25°C，轉速為1000轉/分鐘，混合時間為10分鐘)，再加入阻燃劑、相容劑、增韌劑和潤滑劑，混合均勻後置於雙螺杆螺旋機中，經熔融擠出後造粒，製得PC/ABS合金粒料。雙螺杆螺旋機的各區溫度分別為一區溫度220°C、二區溫度230°C、三區溫度230°C、四區溫度2;35°C、五區溫度230°C、六區溫度230°C ；雙螺杆停留時間1. 5min，主機轉速400rpm。PC/ABS合金粒料的性能測試如表1所示。實施例2PC/ABS合金各組分按重量計(a) PC粒料(熔融指數10. 5g/10min,粘度係數 55cm3/g)，Bayer 2605，600g ； (b)ABS 樹脂粒料(B 含量15% )，奇美 PA757，400g ； (c)阻燃劑，溴代三嗪FR245, 30g ； (d)相容劑，馬來酸酐接枝ABS共混物T15，20g ； (e)增韌劑MBS M61 (膠含量為 61% ),30g ;(f)潤滑劑 EBS 200，IOgo製備方法將PC粒料與ABS粒料置於真空乾燥箱中，PC粒料在115°C下乾燥6h， 製得乾燥的PC粒料；ABS粒料在80°C下乾燥3h，製得乾燥的ABS粒料。以乾燥的PC粒料與ABS粒料為基料，按上述比例混合後(混合時的溫度為25°C，轉速為1500轉/分鐘，混合時間為15分鐘)，再加入阻燃劑、相容劑、增韌劑和潤滑劑，混合均勻後置於雙螺杆螺旋機中，經熔融擠出後造粒，製得PC/ABS合金粒料。雙螺杆螺旋機的各區溫度分別為一區溫度220°C、二區溫度2;35°C、三區溫度2;35°C、四區溫度2;35°C、五區溫度2;35°C、六區溫度235°C ；雙螺杆停留時間2min，主機轉速450rpm。PC/ABS合金粒料的性能測試如表1所示。實施例3PC/ABS合金各組分按重量計(a) PC粒料，Bayer 2805，700g (熔融指數 13g/10min,粘度係數:62cm3/g) ； (b)ABS 樹脂粒料(B 含量20 % )，奇美 PA737，300g ； (c) 阻燃劑，溴代三嗪FR235，30g ； (d)相容劑，馬來酸酐接枝ABS共混物T25，20g ； (e)增韌劑 MBSM625 (膠含量為 62. 5% ), 30g ； (f)潤滑劑 EBS 300，IOgo製備方法將PC粒料與ABS粒料置於真空乾燥箱中，PC粒料在115°C下乾燥6h， 製得乾燥的PC粒料；ABS粒料在80°C下乾燥2 汕，製得乾燥的ABS粒料。以乾燥的PC粒料與ABS粒料為基料，按上述比例混合後(混合時的溫度為25°C，轉速為1200轉/分鐘，混合時間為12分鐘)，再加入阻燃劑、相容劑、增韌劑和潤滑劑，混合均勻後置於雙螺杆螺旋機中，經熔融擠出後造粒，製得PC/ABS合金粒料。雙螺杆螺旋機的各區溫度分別為一區溫度225°C、二區溫度240°C、三區溫度240°C、四區溫度245°C、五區溫度240°C、六區溫度240°C ；雙螺杆停留時間lmin，主機轉速350rpm。PC/ABS合金粒料的性能測試如表1所示。實施例4(a)PC 粒料，Bayer 2805，700g(熔融指數13g/10min，粘度係數56cm3/g) ； (b) ABS樹脂粒料(B含量12%)，奇美PA737，300g;(c)阻燃劑，磷酸三(2，4_ 二溴苯基酯)， KroitePB-460,30g ;(d)相容劑，聚苯乙烯_b_聚乙烯(PS-b-PE)嵌段物，PS511，20g ； (e)增韌劑 MBS M61 (膠含量為 61% ),30g ;(f)潤滑劑 EBS 200，IOgo製備方法同實施例1。實施例5(a)PC 粒料，Bayer 2605，700g(熔融指數13g/10min，粘度係數62cm3/g) ； (b) ABS樹脂粒料(B含量12% )，奇美PA757，300g;(c)阻燃劑，溴代三嗪FRM5，30g ； (d)相容劑，馬來酸酐接枝ABS共混物T15，20g;(e)增韌劑，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)， Nipoflex 630,30g ;(f)潤滑劑，硬脂酸醯胺，Impoe HE88，10g。製備方法同實施例1。對比例1PC/ABS合金各組分按重量計(a)PC粒料，500g ;(b)ABS粒料，500g ;(c)相容劑 T15，20g。製備方法將物料混合均勻後置於雙螺杆螺旋機中，經熔融擠出後造粒，製得PC/ ABS合金粒料，其性能測試如表1所示。其中，雙螺杆參數設置為一區溫度220°C、二區溫度230°C、三區溫度230°C、四區溫度2;35°C、五區溫度230°C、六區溫度230°C ；停留時間1. 8min，主機轉速400rpm，其他條件同實施例1。對比例2PC/ABS合金各組分比例(a)聚碳酸酯(PC) 75份；(b)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABQ 12份、馬來酸酐接枝ABS 2份、MBS 5份、聚矽氧烷5份、環氧樹脂1份；抗氧劑 29210. 2 份。製備方法將物料混合均勻後置於雙螺杆螺旋機中，經熔融擠出後造粒，製得PC/ ABS合金粒料，其性能測試如表1所示(實際測得的數據)。其中，雙螺杆參數設置為一區溫度220°C、二區溫度230°C、三區溫度230°C、四區溫度2;35°C、五區溫度230°C、六區溫度230°C ；停留時間1. 8min，主機轉速400rpm，其他條件同實施例1。試驗例PC/ABS合金性能測試，各項性能測試標準如下維卡軟化溫度按照ISO 306測試，條件為50N，50K/h ；熱變形溫度按照ISO 75進行，壓力為l.SOMPa ；簡支梁衝擊強度測試按IS0179進行，試樣尺寸為55X6X4，缺口深度為試樣厚度的三分之一；拉伸性能測試按照IS0527-2進行，試樣尺寸為150 X 10 X 4，拉伸速度為50mm/min ；彎曲性能測試按IS0178進行，試樣尺寸為80 X 10 X 4，拉伸速度為2mm/ min，跨距為64mmο表1.實施例1 3及對比例1製得的PC/ABS合金性能表
權利要求
1.一種聚碳酸酯與ABS合金，其特徵在於，包括按重量份計的下述組分(a)70 50份聚碳酸酯；(b)30 50份ABS樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3 5%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的2 5%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的5 8%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的0.5 1. 5%的潤滑劑。
2.根據權利要求1所述的合金，其特徵在於，包括按重量份計的下述組分(a)65 35份聚碳酸酯；(b)35 45份ABS樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3.5 4. 5%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的3 4%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的6 7%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的0.8 1. 2%的潤滑劑。
3.根據權利要求1或2所述的合金，其特徵在於，包括按重量份計的下述組分(a)70份聚碳酸酯；(b)30份ABS樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3%的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的2%的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的3%的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的的潤滑劑。
4.根據權利要求1 3任意一項所述的合金，其特徵在於，所述聚碳酸酯的熔融指數在 10. 5g/10min以上，ABS樹脂的B含量大於10%。
5.根據權利要求1 4任意一項所述的合金，其特徵在於，所述阻燃劑為滷系阻燃劑，磷系阻燃劑，氮系阻燃劑，磷-滷系阻燃劑或磷-氮系阻燃劑。
6.根據權利要求1 5任意一項所述的合金，其特徵在於，所述相容劑為馬來酸酐接枝ABS，聚己酸內酯，聚苯乙烯-b-聚乙烯嵌段物，氯化聚乙烯，聚丙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝馬來酸酐。
7.根據權利要求1 6任意一項所述的合金，其特徵在於，所述增韌劑為樹脂共聚物類，橡膠類或熱塑性彈性體類增韌劑。
8.根據權利要求1 7任意一項所述的合金，其特徵在於，所述潤滑劑為脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪酸醯胺，金屬皂，烴類潤滑劑或有機矽化合物。
9.權利要求1 8任意一項所述的聚碳酸酯與ABS合金的製備方法，其特徵在於，包括以聚碳酸酯與ABS樹脂作為基料按重量份配比進行混合後，再加入阻燃劑、相容劑、增韌劑和潤滑劑，混合均勻後熔融擠出造粒。
10.權利要求1 8任意一項所述的聚碳酸酯與ABS合金在製備汽車內部零件、汽車內部裝修部件、車輪蓋事務機器、計算機和商業機器殼體、電器設備、草坪園藝機器、通訊器材、家用電器或照明設備中的應用。
全文摘要
本發明涉及一種聚碳酸酯與ABS合金及其製備方法和應用。所述聚碳酸酯與ABS合金，包括按重量份計的下述組分(a)70～50份聚碳酸酯；(b)30～50份ABS樹脂；(c)佔成份(a)與(b)總重量的3～5％的阻燃劑；(d)佔成份(a)與(b)總重量的2～5％的相容劑；(e)佔成份(a)與(b)總重量的5～8％的增韌劑；以及(f)佔成份(a)與(b)總重量的0.5～1.5％的潤滑劑。本發明製得的合金，相容性好，不但維卡軟化溫度、熱變形溫度有所提高，而且衝擊強度、拉伸強度、彎曲強度也都有明顯提高，均優於現有技術；無論從熱學性能還是力學性能，本發明的PC/ABS合金都有明顯的改善，競爭力提高。
文檔編號C08L69/00GK102558823SQ20121004657
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者劉富棟, 高源 申請人:北京泰合源通生物科技有限公司