CN105885380B - 可永久抗静电的pc/abs合金及其制备方法 - Google Patents

可永久抗静电的pc/abs合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可永久抗静电的PC/ABS合金及其制备方法，其包括按一定重量份数配比的以下组分：PC树脂、ABS树脂、ITO抗静电剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂。该制备方法为将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，得到混合料；将所述混合料通过主喂料口加入双螺杆挤出机内；将惰性气体与ITO抗静电剂从所述双螺杆挤出机的侧喂口注入，通过熔融共混，挤出造粒即得到所述可永久抗静电的PC/ABS合金。本发明采用惰性气体与ITO抗静电剂共挤，使ITO表面形成惰化层，与PC/ABS熔融共混制备永久抗静电PC/ABS，不仅能达到良好的抗静电效果，而且有效的抑制了金属离子对PC的降解。

Description

可永久抗静电的PC/ABS合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可永久抗静电的PC/ABS合金及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚碳酸酯(PC)/丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)是性能优良的工程塑料，具有优良的抗冲击、耐热性及优异的耐候性，被广泛应用于汽车、电子产品等方面。但PC/ABS合金具有高的体积电阻，一旦摩擦后，静电不易通过导电除去而滞留在材料表面，不仅会影响材料的表面，容易积灰，更主要的是存在静电积累隐患，因此需要多材料进行抗静电处理。对于高分子材料的抗静电处理方式一般有几种：1.添加导电填料，例如炭黑，碳纳米管或者金属和金属氧化物。然而，对于非黑色制件，炭黑及碳纳米管一般不能使用，而且炭黑及碳纳米管容易在材料中团聚，分散性差；金属及金属氧化物又容易促使PC降解。2.加入抗静电剂或导电高分子，比如聚苯胺，十六烷基三甲基溴化铵等。但这些抗静电剂或导电高分子由于迁移作用，会随着时间的增长向材料表面迁移，流失，抗静电持久性差。这些方法不是抗静电效果差就是易使PC降解，均有很大的局限性。
中国专利CN105368030A公开了一种抗静电PC/ABS合金及其制备方法，将活化的碳纳米管与超支化聚酯季铵盐进行接枝做成复合抗静电剂，与PC共挤做成抗静电母粒制备抗静电PC/ABS合金，这种方法虽然能提高材料的抗静电性，但其抗静电效果很大部分取决于接枝效率，而且聚酯也有迁移材料表面的可能，长久抗静电效果不好。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可永久抗静电的PC/ABS合金及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种可永久抗静电的PC/ABS合金，其包括以下重量份的各组分：
综合加工性与耐热性考虑，不同组分的重量份数应严格介于上述范围内，抗静电剂若少于此范围，材料不能达到很好的抗静电效果，若高于此范围，会增加材料成本。
作为优选方案，所述的PC树脂在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min；
作为优选方案，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂。
作为优选方案，所述ABS树脂在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min。
作为优选方案，所述ABS树脂中，丁二烯橡胶含量为10～30wt％，丙烯腈含量为20～30wt％，苯乙烯含量为40～70wt％。
作为优选方案，所述ABS树脂的重均分子量为120000～160000。
若ABS不能同时满足以上3个条件，本发明中抗静电PC/ABS所用ABS优选原则为：单体组分含量要求＞分子量要求＞熔指要求。
作为优选方案，所述ITO抗静电剂中，锡的掺杂量为8～20wt％，锡的掺杂量过多或过少均会影响导电效率。
作为优选方案，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、丙烯酸脂类共聚物中的一种或几种。
作为优选方案，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
作为优选方案，所述润滑剂为硅油、硅酮粉、石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
第二方面，本发明还提供了一种如前述的可永久抗静电PC/ABS合金的制备方法，其包括如下步骤：
将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，得到混合料；
将所述混合料通过主喂料口加入双螺杆挤出机内；
将惰性气体与ITO抗静电剂从所述双螺杆挤出机的侧喂口注入，控制挤出温度为220～280℃、双螺杆挤出机的转速为600～900rpm，通过熔融共混，挤出造粒即得到所述可永久抗静电的PC/ABS合金。
采用惰性气体与ITO抗静电剂共挤，使ITO表面形成惰化层，与PC/ABS熔融共混制备永久抗静电PC/ABS，不仅能达到良好的抗静电效果，而且有效的抑制了金属离子对PC的降解。
作为优选方案，所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气的一种或几种。
作为优选方案，所述的惰性气体注入压力高于6.5MPa，优选的压力为6.5～15MPa；若压力低于6.5MPa，难以在抗静电剂表面形成惰性层，促进抗静电剂的分散，而高于15MPa之后对材料的惰性层形成并无太多促进效果，反而会增加设施成本。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过高压气泵将惰性气体及ITO抗静电剂从侧喂口注入，在挤出过程中，惰性气体在ITO表面形成一层惰性氧化层，不仅抑制了其中Sn4+对PC的降解，而且促进了抗静电剂在PC/ABS中的分散；表面惰化后的ITO与PC/ABS经过熔融挤出造粒，得到永久抗静电PC/ABS合金。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中对比例和实施例使用的原料具体为：
PC树脂为三菱化学的7025PJ；
ABS树脂为高桥石化的ABS8391；
抗静电剂为上海沪正的导电ITO透明粉末；
增韧剂为LG公司的EM500；
抗氧剂为BASF公司的IRGANOX 1010；
润滑剂为晨光GM-100硅酮粉。
惰性气体为氮气。
实施例1
本实施例涉及一种永久抗静电PC/ABS合金的制备方法，该方法是将7025PJ型PC树脂70重量份，ABS8391树脂25重量份，EM500增韧剂5重量份，3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯抗氧剂0.2重量份，二甲基硅油润滑剂0.2重量份在高速混合机混合均匀，将高压泵将N2与ITO抗静电剂10重量份从侧喂注入，与PC/ABS树脂通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为220～280℃，螺杆转速为600～900rpm，经过水下切粒烘干后得到产品。
实施例2
本实施例的制备方法与实施例1相同，原料配比见表1。
实施例3
本实施例的制备方法与实施例1相同，原料配比见表1。
实施例4
本实施例的制备方法与实施例1相同，原料配比见表1。
对比例1
本对比例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于共混挤出时未通入氮气，原料配比见表1。
对比例2
本对比例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于共混挤出时未通入氮气，原料配比见表1。
实施例5
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于使用高压氦气，制备得到一种永久抗静电PC/ABS合金。
实施例6
本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于使用了拜耳公司2800型PC树脂及台化AX4000型ABS树脂，制备得到了一种永久抗静电PC/ABS合金。
实施例7
一种熔接线外观优良强度高的PC/ABS合金的制备方法，该方法是将2800型PC树脂80重量份，高桥石化ABS8424树脂15重量份，EM500增韧剂5重量份，ITO抗静电填料8重量份，IRGANOX 1010抗氧剂0.3重量份，二甲基硅油润滑剂0.2重量份在高速混合机混合均匀，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为220～280℃，螺杆转速为600～900rpm，，经过水下切粒烘干后得到产品。
组分 对比例1 对比例2 实施例2 实施例3 实施例4
PC树脂 60 80 60 80 60
ABS树脂 35 15 35 15 35
ITO 5 5 5 5 10
EM500 5 5 5 5 5
IRGANOX1010 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
GM-100 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
N2 × × √ √ √
表1
注：表1中“/”表示不含该组分，“×”表示未通氮气，“√”表示通入氮气。
将上述对比例和实施例制备的组合物粒子充分干燥后，在压板机上压成圆片测试体积电阻率，测试仪为上海精密仪器仪表有限公司的ZC-36型高阻计，熔融指数测试条件为260℃*5kg。
对实施例1～3以及对比例1～2制备的PC/ABS合金的性能进行检测，检测结果如表2所示。
表2
注:“☆”越多，说明灰尘越多越厚。
各对比例及实施例测试结果如表2所示，将PC/ABS合金压成直径50mm，厚度2mm的圆片按照GB1410标准进行体积电阻率的测试。
对比对比例1和实施例2与实施例4，当通入惰性气体后，PC/ABS的熔指从32.5降低到23.8，证明通入惰性气体抑制了材料的降解，而ITO含量增加后体积电阻率的数据证明ITO能显著提高PC/ABS的抗静电性。对比对比例2和实施例3，将惰性气体和ITO一起从侧喂加入后，PC/ABS的体积电阻降低为1.2×1010Ω.cm，放置一个月后表面积灰情况也有改观。对比例2和实施例3、实施例4的数据对比也表明ITO和惰性气体一起从侧喂加入不仅能抑制Sn4+对PC的降解，还能制备抗静电性能好的PC/ABS合金。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (13)

1.一种可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将PC树脂、ABS树脂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂进行混合，得到混合料；
将所述混合料通过主喂料口加入双螺杆挤出机内；
将惰性气体与ITO抗静电剂从所述双螺杆挤出机的侧喂口注入，控制挤出温度为220～280℃、双螺杆挤出机的转速为600～900rpm，通过熔融共混，挤出造粒即得到所述可永久抗静电的PC/ABS合金；
所述可永久抗静电的PC/ABS合金包括以下重量份的各组分：
2.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述ABS树脂中，丁二烯橡胶含量为10～30wt％，丙烯腈含量为20～30wt％，苯乙烯含量为40～70wt％。
3.如权利要求1或2所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述ABS树脂的重均分子量为120000～160000。
4.如权利要求3所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述ABS树脂在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min。
5.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的PC树脂在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min。
6.如权利要求1或5所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂。
7.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述ITO抗静电剂中，锡的掺杂量为8～20wt％。
8.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物、丙烯酸脂类共聚物中的一 种或几种。
9.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
10.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硅油、硅酮粉、石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
11.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气的一种或几种。
12.如权利要求1所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体注入压力高于6.5MPa。
13.如权利要求12所述的可永久抗静电的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体注入压力为6.5～15MPa。
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