CN109486160B - 一种气味清香、仿植绒效果的pc/abs功能母粒及其复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料及其制备方法，该PC/ABS复合材料主要由改性绿茶粉功能母粒10～20份、ABS树脂0～40份、PC树脂38～83份、相容剂5～10份、抗氧剂等助剂2～5份组成。通过对天然绿茶粉末进行表面钝化处理改性有效的提升了绿茶粉末与PC/ABS树脂的相容性，使得所制备的PC/ABS复合材料具有良好的力学性能。同时由于绿茶粉本身具备天然绿茶的清香味，使用该复合材料制备的零部件具有绿茶清香味。此外由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性PC合金材料及其制备方法，尤其涉及一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，属于PC技术领域。
背景技术
PC/ABS合金材料具有优异的机械性能，强度高等优点而被广泛的应用于汽车内饰、家电等众多领域。但常规的PC/ABS材料在经过高温熔融挤出加工后由于大分子链段的热降解而会不同程度的释放出各种有害物质，影响其在相关领域的应用尤其是汽车内饰材料领域。目前针对聚酯类材料的气味改善方面，国内外相关专家学者已有部分研究，主要通过降低PC/ABS聚合物在生产加工过程中的残留的单体以及低聚物的组分含量来控制材料气味，如专利：CN201810481280.0公开了一种使用复合除味剂制备低气味、低散发PC/ABS合金材料的方法，通过引入改性多孔吸附剂来吸附聚合物中的小分子与低聚物组分从而实现PC/ABS材料的低气味、低散发性能。专利：CN201710133218.8，一种低气味PC/ABS合金材料及其制备方法，通过选用沸石和草酸钠的复配体系作为除味剂体系，利用沸石与草酸盐在高温下的分解产物水汽与二氧化碳带走PC/ABS熔体中的小分子低聚物，从而实现PC/ABS合金的低气味、低散发性能。归根结底以上两种改善PC/ABS材料气味的方法都是通过物理化学手段来尽量降低PC/ABS材料中的残留单体与低聚物的含量来实现材料气味的提升，主要集中在对气味强度方面的改善，改善材料气味的类型并不明显，所制备材料依然具有塑料特有的胶臭味。
目前针对具有仿植绒效果的PC/ABS类的复合材料尚未见报道。本发明通过添加一种改性绿茶粉功能母粒，利用绿茶粉本身具备的天然绿茶的清香味，使得尤其改性的聚酰胺复合材料具有绿茶清香味，此外由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果。
发明内容
本发明提供一种由超细天然绿茶粉末经有机硅氧烷表面处理后与基体树脂制备成改性母粒，然后将该改性功能母粒与ABS树脂、助剂等共混挤出制备而来。通过对天然绿茶粉末进行表面钝化处理改性有效的提升了绿茶粉末与PC/ABS树脂的相容性，对改善由于单独添加未改性绿茶粉带来的材料性能损失具有极大的改善作用，所制备的改性PC/ABS材料具有良好的力学性能。同时由于绿茶粉末本身具备天然绿茶清香味使用该复合材料制备的零部件具有绿茶清香味。此外由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果。
为达上述发明目的，本发明主要通过以下技术方案实现：
一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，由以下按照重量份计的原料制备而成：
PC树脂：38～83份；
ABS树脂：0～40份；
相容剂：5～10份；
改性绿茶粉母粒：10～20份；
抗氧剂等助剂：2～5份；
所述的改性绿茶粉母粒由以下按照重量份计的原料制备而成：：
改性绿茶粉：70～80份；
ABS树脂：18～28份；
助剂：2～5份。
进一步的，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，优选熔指范围为5～35g/10min的注塑级聚碳酸酯树脂。
所述的ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制备方法优选本体法制备的低气味、低散发ABS树脂。
所述的相容剂为PP马来酸酐接枝物，ABS马来酸酐接枝物其中的一种或两种组合物。
所述的改性绿茶粉为绿茶粉90～95份与表面修饰剂5～10份，经高速混炼制备而成。其中，所述的绿茶粉为粒径为1um至100um经绿茶叶粉碎研磨制备而来的粉末。所述的表面修饰剂为通过烷基改性的有机聚硅氧烷。
所述的助剂为抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或者几种混合物。
上述复合材料中还可以包括本领域技术人员认为可添加的其他助剂，如色粉等。
本发明的另一发明目的是提供上述这种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.绿茶粉的表面修饰
按重量份数，将粒径为50um至200um绿茶粉90～95份与硅烷类表面修饰剂5～10份，一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成。
ii.改性绿茶粉母粒的制备
按重量份数，将流经有机硅氧烷表面钝化处理的绿茶粉末70～80份，ABS原料树脂18～28份，助剂2～5份加入混料机中混合均匀后加入经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为150～250r/min。
(2)一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料的制备方法：
按重量份数，将步骤(1)中制备的茶叶粉末母粒10～20份与PC原料树脂：38～83份，ABS树脂0～40份，相容剂：5～10份，助剂2～5份一起加入到混料机中混合均匀，再经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为200℃，215℃，225℃，225℃，235℃，235℃，245℃，245℃，255℃，255℃。主螺杆转速为200～300r/min，水槽温度23℃～50℃。
本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：
(1)本发明一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，采用有机硅氧烷作为绿茶粉末的表面处理剂，经表面处理后的绿茶粉具有更好的耐热性能以及与PC/ABS树脂的相容性，由其作为改性助剂所制备的PC/ABS复合材料具有良好机械性能的同时，还具有绿茶粉特有的绿茶清香味，且香味持久绿色环保。
(2)本发明一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果，与由低压注塑或者胶水粘接等工艺制备而来的织物包覆零件相比具有综合成本低、生产效率高、绿色环保可回收等很强的市场前景。
附图说明
图1为本发明改性绿茶粉母粒的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。应该强调的是，这些实施例仅用于对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
具体实施例1～5以及相应的对比实施例1～4所采用原料及制备工艺如下：
原材料：
PC树脂：奇美PC-110牌号PC树脂，市售；
ABS树脂：上海高桥石化3504牌号ABS树脂，市售；
相容剂：日本电气化学ABS马来酸酐接枝物，市售；
未改性绿茶粉：为平均粒径为150um的绿茶粉末，市售；
表面处理剂：烷基改性有机硅氧烷，市售；
助剂：抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺；
色粉：二氧化钛色母粒，炭黑色母粒，氧化铁黄母粒，氧化铁红母粒，市售；
制备工艺流程：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.改性绿茶粉末制备
按表2中的重量份数，将粒径为150um绿茶粉95份与有机硅烷类表面修饰剂5份一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成。
ii.改性绿茶粉功能母粒的制备
按表2中重量份数，将ABS树脂，改性绿茶粉末，抗氧剂：1076；其他助剂：168辅助抗氧助剂一起加入到混料机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机，经熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为200r/min。
(2)一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料的制备方法：
按表3重量份数，将步骤(1)中制备的改性绿茶粉功能母粒与PC原料树脂、ABS原料树脂，ABS马来酸酐接枝物、1076抗氧剂，其他助剂：润滑剂：乙烯基双硬酯酰胺，及色粉母粒一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、低密度、仿植绒效果的PC/ABS复合材料。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为200℃，215℃，225℃，225℃，235℃，235℃，245℃，245℃，255℃，255℃。主螺杆转速为260r/min，水槽温度35℃。
将上述实施例1～5及其相应的对比例1～4所制备的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料按照统一工艺注塑成相应的测试样条，按照下表1中的测试标准及条件进行性能测试，测试数据如表3所示。
表1气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料能测试标准及条件
| 序号 | 检验指标 | 检验方法 | 单位 | 测试条件 |
| 1 | 密度 | GB/T 1033.1 | g/cm^3 | |
| 3 | 缺口冲击强度 | GB/T 1043 | kJ/m^2 | 23℃ |
| 4 | 气味 | PV 3900(大众汽车) | 级/气味类型 | 50g粒子，80℃/2h |
| 5 | 仿植绒效果评价 | / | 明显/轻微/无效果 |
将粒径为150um绿茶粉95份与有机硅烷类表面修饰剂5份一起加入到高速混炼机中，经高速混炼后制制备成改性绿茶粉填料，有效提高绿茶粉的耐热性能以及与PC/ABS树脂的相容性。然后将所制备的改性绿茶粉填料与ABS、抗氧剂等助剂按照一定比例经双螺杆制备成改性绿茶粉功能母粒：
表2改性绿茶粉及其功能母粒典型配方表
| 序号 | 绿茶粉 | 有机硅氧烷 | 改性绿茶粉 | ABS树脂 | 助剂(抗氧剂) |
| 改性绿茶粉 | 95 | 5 | --- | --- | --- |
| 绿茶粉功能母粒1 | --- | --- | 70 | 28 | 2 |
| 绿茶粉功能母粒2 | --- | --- | 80 | 18 | 2 |
所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，按表3重量份数，将步骤(1)中制备的改性绿茶粉功能母粒2与PC原料树脂、ABS原料树脂、相容剂、抗氧助剂母粒及色粉母粒一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，配方及性能分别见表3、表4所示：
表3实施例1～5为气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的配方
表4实施例1～5为气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的性能
表3中实施例1～5为根据本发明专利一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料的测试结果，为更好的体现本一种气味清香、仿植绒效果的ABS功能母粒及其复合材料的制备方法的气味类型、仿植绒效果，相应的对比例1～4用来作为相应实施例的对照。从表4中可以得出以下结论：
(1)由于本发明表面修饰技术对超细绿茶粉粉末进行表面修饰改性，提升了绿茶粉末与PC/ABS树脂的相容性，对改善由于单独添加未改性绿茶粉带来的冲击韧性损失具有极大的改善作用，所制备的PC/ABS复合材料具有良好机械性能的同时，也具有绿茶粉特有的绿茶清香味，且香味持久绿色环保。
(3)本发明一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料的制备方法，由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得尤其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果，与由低压注塑或者胶水粘接等工艺制备而来的织物包覆零件相比具有综合成本低、生产效率高、绿色环保可回收等很强的市场前景。
Claims (10)
1.一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：由以下按照重量份计的原料制备而成：
PC树脂：38～83份；
ABS树脂：0～40份；
相容剂：5～10份；
改性绿茶粉母粒：10～20份；
助剂：2～5份；
所述的改性绿茶粉母粒由以下按照重量份计的原料制备而成：
改性绿茶粉：70～80份；
ABS树脂：18～28份；
抗氧剂：2～5份；
所述的改性绿茶粉母粒的制备方法如下：将粒径为50um至200um绿茶粉90～95份与硅烷类表面修饰剂5～10份，一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成；按重量份数，将流经硅烷类表面修饰剂表面钝化处理的绿茶粉末70～80份，ABS原料树脂18～28份，助剂2～5份加入混料机中混合均匀后加入经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的PC树脂为熔指范围为5～35g/10min的注塑级聚碳酸酯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的相容剂为PP马来酸酐接枝物，ABS马来酸酐接枝物其中的一种或两种组合物。
6.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的改性绿茶粉为绿茶粉90～95份与表面修饰剂5～10份，经高速混炼制备而成。
7.根据权利要求6所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的绿茶粉为粒径为1um至100um经绿茶叶粉碎研磨制备而来的粉末。
8.根据权利要求6所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的表面修饰剂为通过烷基改性的有机聚硅氧烷。
9.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料，其特征在于：所述的助剂为抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或者几种混合物。
10.权利要求1-9任意之一所述气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法，其特征在于：主要包括以下制备步骤：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.绿茶粉的表面修饰
按重量份数，将粒径为50um至200um绿茶粉90～95份与硅烷类表面修饰剂5～10份，一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成；
ii.改性绿茶粉母粒的制备
按重量份数，将流经硅烷类表面修饰剂表面钝化处理的绿茶粉末70～80份，ABS原料树脂18～28份，助剂2～5份加入混料机中混合均匀后加入经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来；
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为150～250r/min；
(2)一种气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料的制备方法：
按重量份数，将步骤(1)中制备的茶叶粉末母粒10～20份与PC原料树脂：38～83份，ABS树脂0～40份，相容剂：5～10份，助剂2～5份一起加入到混料机中混合均匀，再经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料；
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为200℃，215℃，225℃，225℃，235℃，235℃，245℃，245℃，255℃，255℃，主螺杆转速为200～300r/min，水槽温度23℃～50℃。
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