CN102558823A - 一种聚碳酸酯与abs合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚碳酸酯与ABS合金及其制备方法和应用。所述聚碳酸酯与ABS合金,包括按重量份计的下述组分:(a)70~50份聚碳酸酯;(b)30~50份ABS树脂;(c)占成份(a)与(b)总重量的3~5%的阻燃剂;(d)占成份(a)与(b)总重量的2~5%的相容剂;(e)占成份(a)与(b)总重量的5~8%的增韧剂;以及(f)占成份(a)与(b)总重量的0.5~1.5%的润滑剂。本发明制得的合金,相容性好,不但维卡软化温度、热变形温度有所提高,而且冲击强度、拉伸强度、弯曲强度也都有明显提高,均优于现有技术;无论从热学性能还是力学性能,本发明的PC/ABS合金都有明显的改善,竞争力提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金,具体地,涉及一种聚碳酸酯与ABS合金,以及它的制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(Polycarbonate,缩写PC)是日常常见的一种材料。具有良好的抗冲击、抗热畸变性能,而且耐候性好、硬度高,因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件,其主要集中在照明***、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。
ABS树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的接枝共聚物。ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性及耐热性更好,比PP(聚丙烯)更美观,特别在横向抗冲性和使用温度都较为严格。
PC/ABS合金可综合两者的优良性能,一方面提高ABS的耐热性和拉伸强度,另一方面降低PC熔体粘度,改善加工性能,减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。
PC与ABS具有一定的相容性,但是,PC与ABS的相容性受两组分的型号、配比及加工工艺等因素影响很大。使得PC/ABS合金拉伸强度、伸长率和热变形温度有所下降,限制了应用领域。
专利申请CN200710026531.8公开了一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金,其主要包括以下组分,以重量份数表示为:聚碳酸酯(PC)56~75、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)15~25、相容剂2~4、增韧剂3~8、硅酮类阻燃剂5~7、环氧树脂0.5~1;抗氧剂0.1~0.3。
专利申请CN200610033864.9提供了一种由PC次料改性的PC/ABS合金的配方,由按质量份数计算的下列组分组成:PC回收料:40~70份、ABS:20~40份、接枝共聚物:3~10份、增韧剂:1~5份、环氧树脂:0.1~1份、抗氧剂:0.1~0.5份、催化型阻燃剂:0.08~0.5份、溴系阻燃剂:2~6份、锑系阻燃剂:1~2份、无机阻燃剂:1~2份、润滑剂:0.1~1份、聚四氟乙烯:0.2~0.8份。
上述技术中,PC/ABS合金的拉伸强度、热变形温度均较低,使得加工制品有缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚碳酸酯与ABS合金。该合金抗冲性好、抗拉伸性好、热变形温度高。
本发明的另一目的是提供一种所述聚碳酸酯与ABS合金的制备方法。
本发明的再一目的是提供所述聚碳酸酯与ABS合金在制备汽车内部零件、汽车内部装修部件、车轮盖事务机器、计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、通讯器材、家用电器或照明设备中的应用。
本发明提供的一种聚碳酸酯与ABS合金,包括按重量份计的下述组分:
(a)70~50份聚碳酸酯;
(b)30~50份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3~5%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的2~5%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的5~8%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的0.5~1.5%的润滑剂。
本发明的聚碳酸酯与ABS合金,优选地,包括按重量份计的下述组分:
(a)65~55份聚碳酸酯;
(b)35~45份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3.5~4.5%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的3~4%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的6~7%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的0.8~1.2%的润滑剂。
本发明的聚碳酸酯与ABS合金,更优选地,包括按重量份计的下述组分:
(a)70份聚碳酸酯;
(b)30份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的2%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的3%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的1%的润滑剂。
其中,所述聚碳酸酯的熔融指数在10.5g/10min以上(200℃,5公斤),优选10.5~13g/10min。聚碳酸酯的粘度系数为55~65cm3/g(中低粘度)。
其中,所述ABS树脂的B含量(丁二烯含量)大于10%。优选12%~20%。
其中,所述阻燃剂为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂或磷-氮系阻燃剂。
进一步地,所述卤系阻燃剂为溴代三嗪,三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯,三聚氰胺氰尿酸盐,三溴苯酚或四溴双酚A。所述磷系阻燃剂为:磷酸三(2,4-二溴苯基)酯,三聚磷酸铝或磷酸三甲苯酯。所述氮系阻燃剂为三聚氰胺或三聚氰胺磷酸盐。所述磷-卤系阻燃剂为磷酸三甲苯酯-六溴环十二烷复合阻燃剂等。所述磷-氮系阻燃剂为磷酸三(2,4-二溴苯基)酯-三聚氰胺磷酸盐复合阻燃剂等。所述阻燃剂优选溴代三嗪,磷酸三(2,4-二溴苯基)酯。
所述阻燃剂的细度高于或等于2500目。
其中,所述相容剂为:马来酸酐接枝ABS,聚己酸内酯(PCL),聚苯乙烯-b-聚乙烯(PS-b-PE)嵌段物,氯化聚乙烯,聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH接枝物)或聚乙烯接枝马来酸酐。优选聚丙烯接枝马来酸酐,马来酸酐接枝ABS或聚苯乙烯-b-聚乙烯(PS-b-PE)嵌段物。
其中,所述增韧剂为树脂共聚物类、橡胶类或热塑性弹性体类增韧剂。
进一步地,所述树脂共聚物类增韧剂为: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)。所述橡胶类增韧剂为:聚硫橡胶,聚丁二烯橡胶,丁晴橡胶,乙丙橡胶或丁苯橡胶。所述热塑性弹性体类增韧剂为:聚氨酯类、苯乙烯类、聚烯烃类、聚酯类、间规1,2-聚丁二烯类、苯二甲酸酯类或聚酰胺类热塑性弹性体。
所述增韧剂优选MBS,PBA/PMMA或EVA。
所述增韧剂为具有核-壳结构的、且胶含量大于60%的接枝共聚物。
其中,所述润滑剂为脂肪酸,脂肪酸酯,脂肪酸酰胺,金属皂,烃类润滑剂或有机硅化合物。
进一步地,所述脂肪酸为:棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、亚麻酸或花生四烯酸。所述脂肪酸酯为:丙二醇脂肪酸酯,乙二醇脂肪酸酯。所述脂肪酸酰胺为:乙撑双硬脂酰胺(EBS)、月桂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸酰胺、椰油酰胺基丙基二甲基叔胺或肉豆蔻酰胺基丙基二甲基叔胺等。所述金属皂为:硬脂酸钙或十二烷基硫酸钠等。所述烃类润滑剂为:微晶石蜡、液体石蜡、固体石蜡、氯化石蜡或聚乙烯蜡。所述有机硅化合物为:聚硅氧烷、硅油、二氧化硅或硅藻土。
所述润滑剂优选EBS或硬脂酸酰胺。
本发明提供的一种所述聚碳酸酯与ABS合金的制备方法,包括:以聚碳酸酯与ABS树脂作为基料按重量份配比进行混合后,再加入阻燃剂、相容剂、增韧剂和润滑剂,混合均匀后熔融挤出造粒。
上述制备方法中:
将聚碳酸酯与ABS树脂作为基料混合,混合时的温度为常温(25℃),转速为1000~1500转/分钟,混合时间为10~15分钟。
所述挤出造粒使用的是双螺杆螺旋机。
其中,所述双螺杆螺旋机加工温度为:210~255℃,。各区温度分别为:一区温度:220~225℃、二区温度:230~240℃、三区温度:230~240℃、四区温度:235~245℃、五区温度:230~240℃、六区温度:230~240℃。
其中,所述双螺杆螺旋机的主机转速为350~450转/分钟,停留时间为1~2分钟。
此外,在将聚碳酸酯与ABS树脂作为基料混合前,需先将聚碳酸酯粒料在110~120℃下干燥6h;ABS粒料在80~90℃下干燥2~3h,分别制得干燥的粒料。
本发明所述的ABS树脂均为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
本发明提供的所述聚碳酸酯与ABS合金可以应用于汽车内部零件、汽车内部装修部件、车轮盖事务机器、计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、通讯器材、家用电器或照明设备。
本发明制得的聚碳酸酯与ABS合金,相容性好,不但维卡软化温度、热变形温度都有所提高,而且冲击强度、拉伸强度、弯曲强度也都有明显提高,均优于现有技术。即无论从热学性能还是力学性能,本发明的PC/ABS合金都有明显的改善,竞争力提高。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例中所用试剂的购买渠道如下:
聚碳酸酯(PC),德国拜耳公司;ABS树脂,台湾奇美实业股份有限公司;阻燃剂,山东寿光神润发海洋化工有限公司;相容剂,东莞市键桥化工有限公司;增韧剂,山东东营万达有限公司;润滑剂,青岛中塑经济发展有限公司。
实施例1
PC/ABS合金各组分按重量计:(a)PC粒料(熔融指数:13g/10min,粘度系数:56cm3/g),Bayer 2605,500g;(b)ABS树脂粒料(B含量:12%),奇美PA757,500g;(c)阻燃剂,2500目的溴代三嗪FR245,30g;(d)相容剂,马来酸酐接枝ABS共混物T15,20g;(e)增韧剂MBS M61(胶含量为61%),30g;(f)润滑剂EBS 200,10g。
制备方法:将PC粒料与ABS粒料置于真空干燥箱中,PC粒料在115℃下干燥6h,制得干燥的PC粒料;ABS粒料在80℃下干燥3h,制得干燥的ABS粒料。以干燥的PC粒料与ABS粒料为基料,按上述比例混合后(混合时的温度为25℃,转速为1000转/分钟,混合时间为10分钟),再加入阻燃剂、相容剂、增韧剂和润滑剂,混合均匀后置于双螺杆螺旋机中,经熔融挤出后造粒,制得PC/ABS合金粒料。双螺杆螺旋机的各区温度分别为:一区温度:220℃、二区温度:230℃、三区温度:230℃、四区温度:235℃、五区温度:230℃、六区温度:230℃;双螺杆停留时间1.5min,主机转速:400rpm。
PC/ABS合金粒料的性能测试如表1所示。
实施例2
PC/ABS合金各组分按重量计:(a)PC粒料(熔融指数:10.5g/10min,粘度系数:55cm3/g),Bayer 2605,600g;(b)ABS树脂粒料(B含量:15%),奇美PA757,400g;(c)阻燃剂,溴代三嗪FR245,30g;(d)相容剂,马来酸酐接枝ABS共混物T15,20g;(e)增韧剂MBS M61(胶含量为61%),30g;(f)润滑剂EBS 200,10g。
制备方法:将PC粒料与ABS粒料置于真空干燥箱中,PC粒料在115℃下干燥6h,制得干燥的PC粒料;ABS粒料在80℃下干燥3h,制得干燥的ABS粒料。以干燥的PC粒料与ABS粒料为基料,按上述比例混合后(混合时的温度为25℃,转速为1500转/分钟,混合时间为15分钟),再加入阻燃剂、相容剂、增韧剂和润滑剂,混合均匀后置于双螺杆螺旋机中,经熔融挤出后造粒,制得PC/ABS合金粒料。双螺杆螺旋机的各区温度分别为:一区温度:220℃、二区温度:235℃、三区温度:235℃、四区温度:235℃、五区温度:235℃、六区温度:235℃;双螺杆停留时间2min,主机转速:450rpm。
PC/ABS合金粒料的性能测试如表1所示。
实施例3
PC/ABS合金各组分按重量计:(a)PC粒料,Bayer 2805,700g(熔融指数:13g/10min,粘度系数:62cm3/g);(b)ABS树脂粒料(B含量:20%),奇美PA737,300g;(c)阻燃剂,溴代三嗪FR235,30g;(d)相容剂,马来酸酐接枝ABS共混物T25,20g;(e)增韧剂MBSM625(胶含量为62.5%),30g;(f)润滑剂EBS 300,10g。
制备方法:将PC粒料与ABS粒料置于真空干燥箱中,PC粒料在115℃下干燥6h,制得干燥的PC粒料;ABS粒料在80℃下干燥2~3h,制得干燥的ABS粒料。以干燥的PC粒料与ABS粒料为基料,按上述比例混合后(混合时的温度为25℃,转速为1200转/分钟,混合时间为12分钟),再加入阻燃剂、相容剂、增韧剂和润滑剂,混合均匀后置于双螺杆螺旋机中,经熔融挤出后造粒,制得PC/ABS合金粒料。双螺杆螺旋机的各区温度分别为:一区温度:225℃、二区温度:240℃、三区温度:240℃、四区温度:245℃、五区温度:240℃、六区温度:240℃;双螺杆停留时间1min,主机转速:350rpm。
PC/ABS合金粒料的性能测试如表1所示。
实施例4
(a)PC粒料,Bayer 2805,700g(熔融指数:13g/10min,粘度系数:56cm3/g);(b)ABS树脂粒料(B含量:12%),奇美PA737,300g;(c)阻燃剂,磷酸三(2,4-二溴苯基酯),KroitePB-460,30g;(d)相容剂,聚苯乙烯-b-聚乙烯(PS-b-PE)嵌段物,PS511,20g;(e)增韧剂MBS M61(胶含量为61%),30g;(f)润滑剂EBS 200,10g。
制备方法:同实施例1。
实施例5
(a)PC粒料,Bayer 2605,700g(熔融指数:13g/10min,粘度系数:62cm3/g);(b)ABS树脂粒料(B含量:12%),奇美PA757,300g;(c)阻燃剂,溴代三嗪FR245,30g;(d)相容剂,马来酸酐接枝ABS共混物T15,20g;(e)增韧剂,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),Nipoflex 630,30g;(f)润滑剂,硬脂酸酰胺,Impoe HE88,10g。
制备方法:同实施例1。
对比例1
PC/ABS合金各组分按重量计:(a)PC粒料,500g;(b)ABS粒料,500g;(c)相容剂T15,20g。
制备方法:将物料混合均匀后置于双螺杆螺旋机中,经熔融挤出后造粒,制得PC/ABS合金粒料,其性能测试如表1所示。其中,双螺杆参数设置为:一区温度:220℃、二区温度:230℃、三区温度:230℃、四区温度:235℃、五区温度:230℃、六区温度:230℃;停留时间1.8min,主机转速:400rpm,其他条件同实施例1。
对比例2
PC/ABS合金各组分比例:(a)聚碳酸酯(PC)75份;(b)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)12份、马来酸酐接枝ABS 2份、MBS 5份、聚硅氧烷5份、环氧树脂1份;抗氧剂29210.2份。
制备方法:将物料混合均匀后置于双螺杆螺旋机中,经熔融挤出后造粒,制得PC/ABS合金粒料,其性能测试如表1所示(实际测得的数据)。其中,双螺杆参数设置为:一区温度:220℃、二区温度:230℃、三区温度:230℃、四区温度:235℃、五区温度:230℃、六区温度:230℃;停留时间1.8min,主机转速:400rpm,其他条件同实施例1。
试验例
PC/ABS合金性能测试,各项性能测试标准如下:
维卡软化温度按照ISO 306测试,条件为50N,50K/h;热变形温度按照ISO 75进行,压力为1.80MPa;简支梁冲击强度测试按ISO179进行,试样尺寸为55×6×4,缺口深度为试样厚度的三分之一;拉伸性能测试按照ISO527-2进行,试样尺寸为150×10×4,拉伸速度为50mm/min;弯曲性能测试按ISO178进行,试样尺寸为80×10×4,拉伸速度为2mm/min,跨距为64mm。
表1.实施例1~3及对比例1制得的PC/ABS合金性能表
由上述实验结果可知,本发明的PC/ABS合金与传统PC/ABS合金相比,不但维卡软化温度、热变形温度都有所提高,而且冲击强度、拉伸强度、弯曲强度也都有明显提高。即无论从热学性能还是力学性能,本发明的PC/ABS合金都有明显的改善,竞争力提高。
Claims (10)
1.一种聚碳酸酯与ABS合金,其特征在于,包括按重量份计的下述组分:
(a)70~50份聚碳酸酯;
(b)30~50份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3~5%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的2~5%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的5~8%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的0.5~1.5%的润滑剂。
2.根据权利要求1所述的合金,其特征在于,包括按重量份计的下述组分:
(a)65~35份聚碳酸酯;
(b)35~45份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3.5~4.5%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的3~4%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的6~7%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的0.8~1.2%的润滑剂。
3.根据权利要求1或2所述的合金,其特征在于,包括按重量份计的下述组分:
(a)70份聚碳酸酯;
(b)30份ABS树脂;
(c)占成份(a)与(b)总重量的3%的阻燃剂;
(d)占成份(a)与(b)总重量的2%的相容剂;
(e)占成份(a)与(b)总重量的3%的增韧剂;以及
(f)占成份(a)与(b)总重量的1%的润滑剂。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的合金,其特征在于,所述聚碳酸酯的熔融指数在10.5g/10min以上,ABS树脂的B含量大于10%。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的合金,其特征在于,所述阻燃剂为:卤系阻燃剂,磷系阻燃剂,氮系阻燃剂,磷-卤系阻燃剂或磷-氮系阻燃剂。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的合金,其特征在于,所述相容剂为:马来酸酐接枝ABS,聚己酸内酯,聚苯乙烯-b-聚乙烯嵌段物,氯化聚乙烯,聚丙烯接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的合金,其特征在于,所述增韧剂为:树脂共聚物类,橡胶类或热塑性弹性体类增韧剂。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的合金,其特征在于,所述润滑剂为:脂肪酸,脂肪酸酯,脂肪酸酰胺,金属皂,烃类润滑剂或有机硅化合物。
9.权利要求1~8任意一项所述的聚碳酸酯与ABS合金的制备方法,其特征在于,包括:以聚碳酸酯与ABS树脂作为基料按重量份配比进行混合后,再加入阻燃剂、相容剂、增韧剂和润滑剂,混合均匀后熔融挤出造粒。
10.权利要求1~8任意一项所述的聚碳酸酯与ABS合金在制备汽车内部零件、汽车内部装修部件、车轮盖事务机器、计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、通讯器材、家用电器或照明设备中的应用。
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