CN103013078A - 一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该组合物包括以下组分和重量份：聚碳酸酯树脂PC：50～70，聚丁二烯-丙烯腈-苯乙烯共聚树脂ABS：25～50，增韧剂2～10，抗氧剂0.1～1，润滑剂0.1～1；将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为200～600rpm，压力为2～3MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。与现有技术相比，本发明所提供的该种聚碳酸酯组合物，通过特定的增韧剂、PC和加工工艺，改善了聚碳酸酯组合物的多轴冲击性能。

Description

一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法。
背景技术
由于环保和节能的需求，汽车发展的趋势就是轻量化和高安全性能。汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减小染料消耗，降低排气污染。为了满足汽车轻量化的需求，无论是金属件还是塑料件，都在减轻重量。尤其是塑料，在厚度降低的情况下，需要满足高安全性能的要求，对于材料的强度要求变得越来越严格。聚碳酸酯树脂由于其优异的冲击性能、耐热性能性能，广泛的应用于汽车领域。聚碳酸酯树脂和聚丁二烯-丙烯腈-苯乙烯共聚树脂的复合物(PC/ABS)广泛用于汽车仪表盘，车灯等多个部位。在仪表盘等部位，需要通过高速的冲击试验，要求材料的多轴冲击性能优异。虽然多家公司开发了高冲击的PC/ABS，但这指的是缺口冲击，没有办法模拟真实的应用领域，因此开发高多轴冲击的聚碳酸酯组合物很重要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括以下组分以及重量份：
聚碳酸酯：50～70；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物：25～50；
增韧剂：2～10；
抗氧剂：0.1～1；
润滑剂：0.1～1。
所述的聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
所述的聚碳酸酯的重均分子量为20000-40000。
所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量为80000～150000，其包括质量百分比含量为5～30％的丁二烯橡胶、10～30％的丙烯腈，40～70％的苯乙烯。
所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐；所述增韧剂的粒径为50～700nm，所述增韧剂的胶含量为40％～90％。
所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原材料分成两部分，按重量份称取聚碳酸酯50～70、抗氧剂0.1～1、润滑剂0.1～1作为A部分，称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物30～50和增韧剂2～10作为B部分；分别将A部分和B部分在高速混合机中预混，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为200～600rpm，压力为2～3MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
本发明的原理在于：聚碳酸酯是韧性材料，其吸收能量的方式主要是以剪切带为主。根据其增韧机理以及应用情况，通过调节分子量和改善增韧粒径及其分布，通过将ABS和增韧剂侧喂的方式，使得ABS和增韧剂获得很好的分散，设计并研发出一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明的聚碳酸酯组合物通过调节PC分子量和改善增韧粒径及其分布，通过将ABS和增韧剂侧喂的方式，使得ABS和增韧剂获得很好的分散，设计并研发出一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例及对比例中选用分子量为20000～40000的双酚A型聚碳酸酯，具体是用帝人旭化成的L-1250Y，按照ASTM D1234标准，300℃下测试熔融指数为10g/10min；陶氏PC-200-3，熔指为3g/10min，湖南石化PC-1220，熔指为20g/10min；ABS分子量为80000～150000，优选120000～150000，其包括质量百分比含量为5～30％的橡胶、10～30％的丙烯腈、40～70％的苯乙烯，高桥石化的ABS 8391、ABS3513；增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40％～90％，具体是用产于LG的EM 500A、EM 505，钟渊的M521；罗门哈斯的EXL-2691A；三菱丽阳的S2030；抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂168。
对比例1
一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为L1250Y：50，ABS为ABS839140，增韧剂EM50510，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为300rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例2
一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量分称取各组分：PC为L1250Y：50，ABS为ABS839140，增韧剂S203010，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为300rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例3
一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-1220：50，ABS为ABS351340，增韧剂S203010，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为300rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例1
(1)按重量分称取各组分：PC为L1250Y：50，ABS为ABS839140，增韧剂EM50510，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为300rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例2
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-200-3：60，ABS为ABS351335，增韧剂EM500A5，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例3
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-200-3：60，ABS为ABS351335，增韧剂M5215，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例4
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-200-3：70，ABS为ABS351325，增韧剂EM500A 5，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例5
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-1220：70，ABS为ABS351325，增韧剂EM500A 5，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例6
(1)按重量分称取各组分：PC为L-1250Y：70，ABS为ABS351325，增韧剂EM500A 5，抗氧剂10100.1，抗氧剂1680.1，润滑剂PETS 0.3。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
各对比例及实施例的配方以及测试结果如表1所示。缺口冲击强度按照ASTMD256标准进行测试，缺口类型为A类，样条厚度为1/8”；多轴冲击使用1Kg的载荷，高度为1m，冲头直径为20mm，夹具间距为100m，样品是4mm厚直径为140mm的圆片。用该条件试验5次，计算平均最大载荷和总能量。
表1
Figure BDA00002588322200051
Figure BDA00002588322200061
由表1可知，通过增加PC分子量和改善增韧粒径及其分布，通过将ABS和增韧剂侧喂的方式，在实施例4中，提高了多轴冲击强度。
实施例7
(1)按重量分称取各组分：PC为L-1250Y：50，ABS为ABS351350，增韧剂EM500A 10，抗氧剂10100.1，润滑剂PETS 1。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为600rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例8
(1)按重量分称取各组分：PC为PC-1220：70，ABS为ABS351330，增韧剂EM500A2，抗氧剂1681，润滑剂PETS 0.1。
(2)将原材料分成两部分，A部分包括PC、抗氧剂、润滑剂，B部分包括ABS和增韧剂。分别将A和B部分在高速混合机中预混。
(3)将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为200rpm，压力为3MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

Claims (8)

1.一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，包括以下组分以及重量份：
聚碳酸酯：50～70；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物：25～50；
增韧剂：2～10；
抗氧剂：0.1～1；
润滑剂：0.1～1。
2.根据权利要求1所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯的重均分子量为20000-40000。
4.根据权利要求1所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的分子量为80000～150000，其包括质量百分比含量为5～30％的丁二烯橡胶、10～30％的丙烯腈，40～70％的苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐；所述增韧剂的粒径为50～700nm，所述增韧剂的胶含量为40％～90％。
6.根据权利要求1所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种高多轴冲击的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
8.一种如权利要求1所述的高多轴冲击的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原材料分成两部分，按重量份称取聚碳酸酯50～70、抗氧剂0.1～1、润滑剂0.1～1作为A部分，称取丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物25～50和增韧剂2～10作为B部分；分别将A部分和B部分在高速混合机中预混，然后将预混料加入到双螺杆挤出机中，A部分从主喂料口喂入，B部分从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为200～600rpm，压力为2～3MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
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