一種超韌PC/ABS合金材料及其製備方法與流程

2023-11-30 23:27:35

本發明屬於高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種新型超韌PC/ABS合金材料及其製備方法。
背景技術：
：PC/ABS是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)組成的一種聚合物合金材料，結合了兩種材料特性的合金，如ABS材料的成型性和PC的機械性、衝擊強度和耐溫、抗紫外線(UV)等性質，已經被廣泛使用在汽車內部零件等領域。PC/ABS具有較好的韌性，但是隨著社會的發展，人們對材料提出了越來越高的要求，為了滿足對材料韌性要求的提高以適應於特殊場合和領域，因此有必要開發出一種超韌性PC/ABS合金。中國專利CN103709709B公開了一種高韌性的聚碳酸酯組合物及其製備方法，包括以下重量份的組分：聚碳酸酯：50～80；丙烯腈-苯乙烯共聚物：10～30；相容劑：1～5；增韌劑：5～10；抗氧劑：0.1～1；潤滑劑：0.1～1；所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的分子量為120000～150000，其包括質量百分比含量為22～30％的丙烯腈，70～78％的苯乙烯；所述的相容劑包括苯乙烯(ST)-馬來酸酐二元共聚物與反應擠出的ABS-g-GMA的復配物，含甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)和馬來酸酐(MAH)雙功能單體的苯乙烯(ST)三元聚合物的一種或幾種，亞醯胺化的丙烯酸酯。該專利通過反應型相容劑和基材反應使粘度增加，使PC/ABS的雙連續相的組成向PC高的方向移動，使得雙連續相的結構在很大的組成範圍內形成，提高了韌性，拓寬了應用範圍。力學性能為：拉伸強度可達48.24MPa，缺口衝擊強度可達35.2kJ/m2，彎曲強度可達100.84MPa，熱變形溫度可達120℃，體積電阻率可達6.19×1015Ω·cm。但是該專利利用反應性相容劑與基材反應來調配PC和ABS的粘度比，從而使得相反轉向高PC份數方向移動，雖然提高了材料的韌性，但是大大提高了材料的粘度，在實際加工過程尤其是薄壁製件很難應用。而使用ABS與PC製備合金，目的之一就是為了改善PC的加工流動性。所以有必要開發出新的超韌性PC/ABS合金製備方法。技術實現要素：本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種超韌PC/ABS合金材料及其製備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種超韌PC/ABS合金材料，其特徵在於，包括按重量份數計的如下組分：所述的高分子乳化劑的添加量為15-20重量份。該高分子乳化劑的用量遠超過臨界膠束濃度，從而在PC相態中形成納米級的ABS分散相態，從而獲得優異的韌性。所述的高分子乳化劑為能與聚碳酸酯端羥基反應的反應性高分子乳化劑，其反應性基團包括但不限於馬來酸酐基團、環氧基團、噁唑啉基團，反應性基團的含量為1-10wt％。所述的PC樹脂的相對分子量為17000-30000g/mol，玻璃化溫度為140-150℃，端羥基含量大於10％。所述的ABS樹脂相對分子量為100000-180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為10-55％，丙烯腈重量百分比含量為15-32％，苯乙烯重量百分比含量為30-70％。所述的抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或幾種。所述的潤滑劑選自液體石蠟、固體石蠟、矽烷聚合物、脂肪酸鹽、硬脂酸醯胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、甲撐雙硬脂酸醯胺和N，N-乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種。一種超韌PC/ABS合金材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟：(a)先將PC樹脂、ABS樹脂、高分子乳化劑、抗氧劑和潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合；(b)將步驟a所得混合物通過雙螺杆擠出機共混造粒即得產品。所述的雙螺杆擠出機的共混溫度為260～320℃，螺杆轉速為300～1000r/min。所述的雙螺杆擠出機的螺杆長徑比大於80。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：超過臨界膠束濃度的高分子乳化劑會在基體PC樹脂中形成膠束，從而形成ABS分散於膠束中的PC/ABS合金材料，具有遠高於市面上PC/ABS的韌性。附圖說明圖1為實施例1-2和對比1-2的斷裂圖。具體實施方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例1下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。本發明中，所述的PC樹脂的相對分子量為17000-30000g/mol，玻璃化溫度為140-150℃，端羥基含量大於10％。所述的ABS樹脂相對分子量為100000-180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為10-55％，丙烯腈重量百分比含量為15-32％，苯乙烯重量百分比含量為30-70％。所述的高分子乳化劑為能與聚碳酸酯端羥基反應的反應性高分子乳化劑，其反應性基團包括但不限於馬來酸酐基團、環氧基團、噁唑啉基團，反應性基團的含量為1-10％。所述抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或幾種。所述潤滑劑選自液體石蠟、固體石蠟、矽烷聚合物、脂肪酸鹽、硬脂酸醯胺、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、甲撐雙硬脂酸醯胺和N，N-乙撐雙硬脂酸醯胺中的一種或幾種。實施例11、按以下組分及重量份備料：2、先將PC樹脂、ABS樹脂、特殊高分子乳化劑、抗氧劑和潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合；3、將步驟2所得混合物置於雙螺杆擠出機中進行共混造粒，即得產品。擠出機的機筒溫度為260℃，螺杆轉速為600rpm。所用PC樹脂的相對分子量為24000g/mol，其玻璃化溫度為150℃，端羥基含量為15％；所用ABS樹脂相對分子量為100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為55％，丙烯腈重量百分比含量為15％，苯乙烯重量百分比含量為30％；所用的特殊高分子乳化劑為南通佳易容有限公司生產的SAG001；所用抗氧劑為雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯；所用潤滑劑為0.3份液體石蠟和0.2份固體石蠟的混合。實施例21、按以下組分及重量份備料：2、先將PC樹脂、ABS樹脂、特殊高分子乳化劑、抗氧劑和潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合；3、將步驟2所得混合物置於雙螺杆擠出機中進行共混造粒，即得產品。擠出機的機筒溫度為260℃，螺杆轉速為600rpm。所用PC樹脂的相對分子量為24000g/mol，其玻璃化溫度為150℃，端羥基含量為15％；所用ABS樹脂相對分子量為100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為55％，丙烯腈重量百分比含量為15％，苯乙烯重量百分比含量為30％；所用的特殊高分子乳化劑為南通佳易容有限公司生產的SAG001；所用抗氧劑為雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯；所用潤滑劑為0.3份液體石蠟和0.2份固體石蠟的混合。對比例11、按以下組分及重量份備料：2、先將PC樹脂、ABS樹脂、特殊高分子乳化劑、抗氧劑和潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合；3、將步驟2所得混合物置於雙螺杆擠出機中進行共混造粒，即得產品。擠出機的機筒溫度為260℃，螺杆轉速為600rpm。所用PC樹脂的相對分子量為24000g/mol，其玻璃化溫度為150℃，端羥基含量為15％；所用ABS樹脂相對分子量為100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為55％，丙烯腈重量百分比含量為15％，苯乙烯重量百分比含量為30％；所用的特殊高分子乳化劑為南通佳易容有限公司生產的SAG001；所用抗氧劑為雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯；所用潤滑劑為0.3份液體石蠟和0.2份固體石蠟的混合。對比例21、按以下組分及重量份備料：2、先將PC樹脂、ABS樹脂、特殊高分子乳化劑、抗氧劑和潤滑劑加入混合攪拌機中進行混合；3、將步驟2所得混合物置於雙螺杆擠出機中進行共混造粒，即得產品。擠出機的機筒溫度為260℃，螺杆轉速為600rpm。所用PC樹脂的相對分子量為24000g/mol，其玻璃化溫度為150℃，端羥基含量為15％；所用ABS樹脂相對分子量為100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為55％，丙烯腈重量百分比含量為15％，苯乙烯重量百分比含量為30％；所用抗氧劑為雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯；所用潤滑劑為0.3份液體石蠟和0.2份固體石蠟的混合。性能測試將實施例與對比例所得產品進行注塑測試，結果如下：表1衝擊韌性測試結果性能(ISO)實施例1實施例2對比例1對比例1Charpy23℃150KJ/m2139KJ/m265KJ/m246KJ/m2Charpy-30℃83KJ/m293KJ/m232KJ/m238KJ/m2將實施例與對比例所得產品進行多軸衝擊(實驗條件：ASTMD3763,6.6m/s,-30℃)，結果如下：表2多軸衝擊測試結果性能實施例1實施例2對比例1對比例1能量吸收80.374.545.0741.53斷裂形式韌性韌性脆性脆性如圖1所示，其中a為實施例1的斷裂圖，b為實施例2的斷裂圖，c為對比例1的斷裂圖，d為對比例2的斷裂圖。可以看出，實施例1和實施例2中衝擊創口周邊光滑，基本沒有裂痕，而對比例1和對比例2的衝擊創口周邊裂痕明顯。綜上所述，通過添加遠超過其臨界膠束濃度的反應高分子乳化劑，在基體PC樹脂中形成膠束，從而形成ABS分散於膠束中的PC/ABS合金材料，具有遠高於市面上PC/ABS的韌性。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp