CN105315638A

CN105315638A - 聚碳酸酯/abs组合物、合金及其制备方法

Info

Publication number: CN105315638A
Application number: CN201410353240.XA
Authority: CN
Inventors: 胡圳; 白瑜
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: CN105315638B

Abstract

本发明涉及一种提高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金，主要解决现有技术中存在的聚碳酸酯/ABS合金中使用相容剂不能平衡冲击性能和耐热性能的问题。本发明通过采用聚碳酸酯/ABS组合物，以重量份数计包括以下组分：a)50～99份聚碳酸酯，重均分子量为(2～8)×10⁴g/mol；b)1～50份本体法ABS，以重量百分数计N-苯基马来酰亚胺含量1％～10％，橡胶含量5％～20％，体均粒径1～10μm；c)0.01～1份抗氧剂共混挤出的技术方案，较好的解决了该问题，可用于汽车、家用电器用聚碳酸酯/ABS合金等的工业生产中。

Description

聚碳酸酯/ABS组合物、合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯/ABS组合物、合金及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯，即PC是一种性能优良的工程塑料，它具有所有树脂中最高的冲击强度(3.17mm时)和较高的耐热性、透明性、电气绝缘性和尺寸稳定性，但它的高熔体粘度限制了它作为注塑制品的应用。加工温度高，注塑大型制品困难，同时因为聚合物分子结构刚性大，制品内应力大，易产生应力开裂。ABS是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的混合物，具有熔体粘度低和耐应力开裂好的优点。因此将PC与ABS共混可以得到优异加工性能和冲击性能的塑料制品。

加入相容剂是提高PC/ABS合金冲击性能的一种方法。中国专利CN102604360A中，在PC中加入丙烯腈-N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯三元共聚物及相容增韧剂所制得的合金其耐热性能优于PC/ABS，然而，合金的冲击强度比PC/ABS合金低。相容增韧剂是反应挤出制备的多元接枝苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物，其接枝不均匀，接枝效率低，粒径控制不精确，不利于更好地增韧PC。中国专利CN1400248A中，在用乳液法ABS和PC共混制备的合金中加入苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)改善了PC/ABS的缺口冲击强度，但是由于乳液法ABS的橡胶含量较高，不利于合金耐热性能的提高，且乳液法ABS含有杂质，使其和PC的合金的冲击性能低于本体法ABS与PC的合金；中国专利CN102746632A中，将PC、本体法ABS与相容剂SMA共混制得的合金其冲击性能优于未加相容剂SMA的PC/ABS，然而其将SMA部分替代PC，其合金的耐热性能比未加SMA的PC/ABS合金低，如PC/ABS＝69.5/29.5不含SMA的合金的HDT为110℃，而PC/ABS/SMA＝64.5/29.5/5时的HDT为108℃。此外，其所用ABS的橡胶粒径小于1μm。美国专利US4367310A中，公开了一种PC/ABS/SMA合金，其冲击性能和耐热性能优于未加SMA的PC/ABS，但合金中使用了较高含量的MA，使工艺成本变高，其冲击强度也不高，仅约500J/m。

综上所述，目前已有技术未能解决聚碳酸酯/ABS合金中使用相容剂不能平衡冲击性能和耐热性能的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚碳酸酯/ABS合金中使用相容剂不能平衡冲击性能和耐热性能的问题。本发明提供了一种聚碳酸酯/ABS组合物，具有冲击性能高、耐温性好的优点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种由解决技术问题之一的聚碳酸酯/ABS组合物得到的提高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种提高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金的制备方法。

为了解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚碳酸酯/ABS组合物，以重量份数计，包括以下组分：

a)50～99份聚碳酸酯(PC)，重均分子量为(2～8)×10⁴g/mol；

b)1～50份ABS，其中，以重量百分数计N-苯基马来酰亚胺含量为1％～10％，橡胶含量为5％～20％，ABS体均粒径为1～10μm；

c)0.01～1份抗氧剂。

上述技术方案中，所述PC的重量份数优选为50～90份，重均分子量优选为(2～6)×10⁴g/mol。

上述技术方案中，所述ABS重量份数优选为10～50份，所述ABS中，以重量百分数计，N-苯基马来酰亚胺含量优选为1％～6％，橡胶含量优选为8％～15％，所述ABS体均粒径优选为1～6μm。

上述技术方案中，所述抗氧剂优选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类抗氧剂中的至少一种，用于提高ABS加工稳定性。

本发明的聚碳酸酯/ABS组合物还可以包括本领域技术人员所熟知的其他助剂，例如但不限定如润滑剂等。

为了解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金，由上述技术方案中任一所述的聚碳酸酯/ABS组合物制得。

上述技术方案中，所述高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金可以采用本领域技术人员所熟知的任一制备方法制得，例如但不限定共混挤出制得或加热加压成型制得等。

为了解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：一种高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金的制备方法，包括以下步骤：

a)将所需量的PC、ABS及抗氧剂预混得到混合料；

b)将上述混合料在双螺杆挤出机中熔融挤出、切粒，干燥后得到提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金。

上述方案中，所述双螺杆挤出机挤出温度优选为210～300℃，优选位分段设定为220℃、230℃、240℃、250℃、255℃、260℃、260℃、260℃、260℃、255℃；所述双螺杆挤出机螺杆转速优选为100-200rpm。

本发明人使用本发明的方案制备冲击性能提高的PC/ABS合金，所得合金的冲击性能提高，耐热性能提高。

采用本发明的技术方案，以重量份数计，由50～99份聚碳酸酯(重均分子量为(2～8)×10⁴g/mol)、1～50份ABS(其中，以重量百分数计，N-苯基马来酰亚胺含量为1％～10％，橡胶含量为5％～20％，ABS体均粒径为1～10μm)、0.01～1份抗氧剂制得的高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金，Izod冲击强度可达767J/m的同时，HDT可达109℃，VST可达128.4℃，同时具有较高的冲击性能和耐热性能，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

本实施例中，所选用的PC为SABIC公司生产，分子量5×104g/mol，ABS(A1)喂中国石化上海高桥分公司生产，其中N-苯基马来酰亚胺含量为4％，橡胶含量11％，体均粒径1.1μm。抗氧剂选用酚类抗氧剂1010。

将PC、A1、抗氧剂预先混合，于德国造LeistrizAGMic-27同向双螺杆挤出机中在预定的塑化温度对预混的物料进行塑化、捏和、挤出、切粒。挤出温度为210～300℃。进料速度：10kg/h，螺杆转速：120rpm，原料在挤出机中的停留时间为20秒。PC在共混挤出前在120℃下真空干燥4小时；A1在80℃下真空干燥3小时。

本发明中Izod缺口冲击强度测定方法是ASTMD256。耐热温度测定方法一是ASTMD648，1.82MPa载荷，耐热温度测定方法二是ISO306B50上述制得的粒料在注塑机中被注塑成型为性能测试样条，所用模具为Axxicon公司生产，样品在注塑前都在90℃下干燥2～4小时。

【实施例2】

按实施例1的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变所选用ABS。本实施例所选用的ABS(A2)，中国石化上海高桥分公司生产，N-苯基马来酰亚胺含量为4％，橡胶含量14％，体均粒径1μm。

【比较例1】

按实施例1的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变所选用ABS。本实施例所选用的ABS(B1),中国石化上海高桥分公司生产，N-苯基马来酰亚胺含量为0％，橡胶含量11％，体均粒径1.1μm。

【比较例2】

按比较例1的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是加入了SMA(C1)。本比较例所选用的SMA的马来酸酐含量为18％，本比较例中加入的SMA(C1)为1份。

【比较例3】

按比较例2的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变了SMA(C1)的含量。本比较例中加入的SMA(C1)为3份。

【比较例4】

按比较例2的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变了SMA(C1)的含量。本比较例中加入的SMA(C1)为7份。

【比较例5】

按实施例1的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变所选用ABS。本实施例所选用的ABS(B2)，中国石化上海高桥分公司生产，N-苯基马来酰亚胺含量为0％，橡胶含量13％，体均粒径1μm。

【比较例6】

按比较例5的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是加入了SMA(C1)。本比较例中加入的SMA(C1)为1份。

【比较例7】

按比较例5的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变了SMA(C1)的含量。本比较例中加入的SMA(C1)为3份。

【比较例8】

按比较例5的步骤、条件、测试方法制备提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金，只是改变了SMA(C1)的含量。本比较例中加入的SMA(C1)为7份。

表1

从表1中的实施例1、2与比较例1、5可以看出，未加N-苯基马来酰亚胺的PC/ABS合金的冲击强度最高为713J/m，HDT最高为105.8℃，VST最高为125.3℃；而本发明中加入N-苯基马来酰亚胺的ABS和PC共混制得的合金的冲击强度最高为767J/m，HDT最高109℃，VST最高128.4℃，其冲击性能均优于前者，而耐热性较前者显著提高。分别从比较例1～4以及比较例5～8可以看出，SMA加入后PC/ABS冲击强度持续增加，而耐热性变化不大，且从比较例4以及比较例7、8可以看出，SMA加入0.3～0.7份时，合金的冲击强度大幅提高，最高达997J/m，但是VST均有所下降。

Claims

1.一种聚碳酸酯/ABS组合物，以重量份数计包括以下组分：

a)50～99份聚碳酸酯，重均分子量为(2～8)×10⁴g/mol；

b)1～50份本体法ABS，其中，以重量百分数计，N-苯基马来酰亚胺含量1％～10％，橡胶含量5％～20％，ABS体均粒径1～10μm；

c)0.01～1份抗氧剂。

2.根据权利要求1所述聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于所述聚碳酸酯的重量份数为50～90份。

3.根据权利要求1所述聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于所述聚碳酸酯的重均分子量为(2～6)×10⁴g/mol。

4.根据权利要求1所述聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于所述本体法ABS重量份数为10～50份。

5.根据权利要求1所述聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于本体法ABS中，以重量百分数计，N-苯基马来酰亚胺含量1％～6％，橡胶含量8％～15％。

6.根据权利要求1所述高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金，其特征在于抗氧剂选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类抗氧剂。

7.一种高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金，其特征在于由权利要求1～6任一所述的聚碳酸酯/ABS组合物制得。

8.一种权利要求7所述提高冲击性和耐热性的聚碳酸酯/ABS合金的制备方法，包括以下步骤：

a)将所需量的聚碳酸酯、ABS及抗氧剂预混得到混合料；

9.根据权利要求8所述提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于双螺杆的挤出温度为210～300℃。

10.根据权利要求8所述提高冲击性和耐热性的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于所述双螺杆挤出机的螺杆转速100-200rpm。