CN1605600A - 一种高性能的聚碳酸酯/abs组合物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚碳酸酯/ABS组合物，包括聚碳酸酯20～90份，ABS 72～8份，相容剂8～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份；该组合物具有优异的流动性能、极佳的冲击性能和加工性能，可作为手机壳体、各种家电部件的原材料，尤其适合于薄壁产品的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯/ABS组合物及其用途，属于高分子合金领域。
背景技术
聚碳酸酯，尤其是双酚A类聚碳酸酯具有突出的冲击韧性，优良的电绝缘性，宽广的使用温度范围，制品尺寸稳定，是一种综合性能较好的工程塑料。虽然聚碳酸酯综合性能较好，但是它的某些缺陷如易于应力开裂，对缺口敏感，耐磨性欠佳与加工流动性较差等都需改进。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性等优点。
聚碳酸酯和ABS作为性能优异的工程塑料，广泛应用在各个领域，聚碳酸酯/ABS共混物也是最早工业化生产的一种聚碳酸酯改性产品。目前已有大量制品采用含有聚碳酸酯/ABS合金作为原材料，其有效地吸取了二者的优点，具有良好的机械性能，如良好的冲击强度、挠曲性、刚性、耐热性和较宽的加工温度范围等。
随着经济的不断发展，人民生活水平的提高，消费者及其厂家对产品的性能要求越来越高，尤其是与人民生活密切相关的产品，比如一些家用电器、汽车部件以及手机等小电子产品。这些产品要求材料高流动性、高强度、高韧性、加工稳定性良好等。
申请号94109193.7公开了具有低光泽、阻燃和耐冲击特性的组合物，包括：(a)聚碳酸酯；(b)共聚物凝胶，如苯乙烯-丙烯腈凝胶(SAN GEL)；(c)冲击改性剂；(d)阻燃剂；(e)防滴剂；(f)任选地使用的接枝共聚物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)；和(g)任选地使用的共聚物，如苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
申请号99807929.4公开了防燃聚碳酸酯/ABS模塑组合物，包含：A)40～99重量份芳族聚碳酸酯和/或聚酯碳酸酯B)0.5～60重量份接枝聚合物，特征在于接枝聚合物B包含B.1)5～95wt％1种或多种乙烯基单体，以及B.2)95～5wt％1种或多种粒状二烯橡胶，其玻璃化转变温度小于10℃，系由乳液聚合制成，其中接枝聚合是采用一种包含有机氢过氧化物和抗坏血酸的引发剂体系实施的，C)0～45重量份至少1种热塑性聚合物，选自热塑性乙烯基(共)聚合物和聚对苯二甲酸链烷二醇酯，D)0.1～50重量份至少1种来自下列通式磷腈的组分其中R每种情况可相同或不同，代表氨基，每种情况下优选被卤化的C1～C8烷基或C1～C8烷氧基，每种情况下任选地被烷基和/或卤素取代的C5～C6环烷基、C6～C20芳基、C6～C20芳氧基或C7～C12芳烷基，k代表0或者1～15的数，E)0～5重量份氟化聚烯烃。
虽然国内外有不少研究人员都在从事聚碳酸酯/ABS组合物改性的研究，但目前聚碳酸酯/ABS组合物的各项性能仍不能完全满足高性能产品的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚碳酸酯/ABS组合物，该组合物具有优异的流动性能、极佳的冲击性能和加工性能，可直接作为手机壳体、各种家电部件的原材料，尤其适合于薄壁产品的生产。
本发明的再一目的在于提供一种聚碳酸酯/ABS组合物的用途。
为了实现本发明目的，本发明所述的一种聚碳酸酯/ABS组合物，包括聚碳酸酯(PC)20～90份，ABS 72～8份，相容剂8～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
优选的为，聚碳酸酯40～90份，ABS 50～10份，相容剂6～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
更优选的为，聚碳酸酯65～85份，ABS 32～12份，相容剂5～3份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
所述的份为重量份，可为公斤、克、吨、斤等本领域常用的重量单位。
其中，聚碳酸酯为双酚A类聚碳酸酯，熔融指数为5～15g/10min，如国外BAYER，GE，帝人化成等公司均有生产。
ABS为苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的共聚物，本发明选择丁二烯含量在30％～70％之间，优选为40％～60％，选择高含量的丁二烯可提高组合物的模量，以满足电器产品的要求。
为了提高产品的光、热稳定性能及加工稳定性，在组合物加入一些抗氧剂，抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酯类等抗氧剂，可为一种或两种以上的混合，混合比例为1～2∶1～2或1～2∶1～2∶1～2；受阻酚类可为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)、N，N′-，6-己二基二(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰(简称抗氧剂1098)、3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2-(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)酰肼(简称抗氧剂MD1024)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(简称抗氧剂330)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称抗氧剂300)等，胺类应为非污染的对苯二胺体系，如N-苯基苯胺与2，2，4-三甲基戊烯的反应产物；亚磷酸酯类可为亚磷酸三苯酯(TPP)、三-(壬基苯基)亚磷酸酯(TNPP)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168)、季戊四醇双亚磷酸二(十八)醇酯(简称抗氧剂619)、季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(简称抗氧剂626)等，硫酯类可为硫代二丙酸二月桂酯DLTP、或硫代二丙酸二(十八)酯DSTP等。
为了便于加工改性的顺利完成，也就是便于双螺杆的挤出，可在组合物中加入润滑剂，所述的润滑剂选用硬脂酸硬脂酯类或氧化聚烯烃蜡，硬脂酸硬脂酯类为硬脂酸季戊四醇酯或褐煤酸酯，氧化聚烯烃蜡为PE蜡或PP蜡，优选的为硬脂酸硬脂酯类。
一般，在ABS共混改性时，常选用丁二烯含量在18％左右的ABS，因为随着丁二烯在ABS中含量的增加，聚碳酸酯与ABS体系的相容性就越差；本发明的研究人员在试验过程中发现，只要选择好适当的相容剂，完全可解决相容性与ABS中高丁二烯含量之间的矛盾。
本发明所述的相容剂为非反应型相容剂，比如丙烯腈-苯乙烯共聚物及其接枝物如丁二烯、乙丙胶或丙烯酸等的接枝物，该种相容剂完全能满足组合物体系的需要，改善了PC与ABS之间的相容性。
本发明所述的聚碳酸酯/ABS组合物可选择双螺杆挤出机或附有静态混合器的单螺杆挤出机，优选为双螺杆挤出机，一般加工温度范围可控制在250～280℃之间。
本发明所述的聚碳酸酯/ABS组合物在生产手机壳体、冰箱、微波炉、加湿器或照明的家电零部件；以及在生产汽车仪表板骨架；在生产复印机面板或笔记本电脑外壳的办公设备产品中的用途，尤其适合于手机壳体的生产。
本发明所述的聚碳酸酯/ABS组合物对各种组分进行筛选，选择出对于该组合物适合的PC、ABS、抗氧剂、润滑剂以及相容剂，有效地发挥了PC与ABS的优点，其中该组合物中的B含量较高，却并不破坏组合物的相容体系，具有优异的流动性能、极佳的冲击性能和加工性能，可直接作为手机壳体、各种家电部件的原材料，尤其适合于薄壁产品的生产。
本发明所述的聚碳酸酯/ABS组合物的各项性能优异，MFR 20～35g/10min，拉伸屈服强度55～62MPa，弯曲强度80～90MPa，弯曲模量2300～2500MPa，Izod缺口冲击强度23℃，40～60KJ/m2，/-30℃，16～30KJ/m2(采用ISO标准)。
对于手机产品来说，一般需要材料达到如下性能：MFR＞18g/10min，拉伸屈服强度＞52MPa，弯曲强度＞75MPa，弯曲模量＞2200MPa，Izod缺口冲击强度23℃，＞35KJ/m2，/-30℃，＞15KJ/m2，本发明的聚碳酸酯/ABS组合物完全可用于手机壳体的生产，保证了移动设备的使用安全性能；以及极佳的脱模性能。
对于整机冲击实验：钢球(手机整机测试专用)冲击无裂口；整机跌落实验：2米高度，手机六个面自由落下无裂纹。本发明的组合物完全通过检测，而一般常用PC、ABS等均不能满足，就连普通PC/ABS合金也无法通过测试。
本发明所述的聚碳酸酯/ABS组合物的各组分发挥了各自的协同作用，产品性能优异，具有优异的流动性能、极佳的冲击性能和加工性能，可直接用于生产手机壳体、冰箱、微波炉、加湿器、照明等家电零部件；汽车仪表板骨架；办公设备如复印机面板、笔记本电脑外壳等。
具体实施方式
下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
本实施例的组合物组分为：聚碳酸酯20公斤，ABS 45公斤，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)相容剂3公斤，抗氧剂1010 0.2公斤，润滑剂硬脂酸季戊四醇酯0.2公斤；其中聚碳酸酯熔融指数为8g/10min，BAYER公司生产，ABS为GE公司生产的丁二烯含量为40％的B440牌号产品，AS相容剂由杜邦公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司，润滑剂为ICI公司生产。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：260℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：MFR22g/10min，拉伸屈服强度58MPa，弯曲强度80MPa，弯曲模量2400MPa，Izod缺口冲击强度23℃，43KJ/m2，/-30℃，16KJ/m2。
本实施例的聚碳酸酯/ABS组合物可作为手机壳体的原料，其所生产的手机进行整机冲击实验：钢球(手机整机测试专用)冲击无裂口；整机跌落实验：2米高度，手机六个面自由落下无裂纹。完全通过性能检验。
实施例2
本实施例的组合物组分为：聚碳酸酯6.5公斤，ABS 2.8公斤，相容剂0.5公斤，抗氧剂168为0.3公斤，润滑剂褐煤酸酯0.1公斤；其中聚碳酸酯熔融指数为6g/10min，GE公司生产，ABS为GE公司生产的丁二烯含量为65％的B338牌号产品，相容剂丙烯酸接枝AS共聚物为三菱公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：250℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：MFR20g/10min，拉伸屈服强度60MPa，弯曲强度85MPa，弯曲模量2300MPa，Izod缺口冲击强度23℃，40KJ/m2，/-30℃，18KJ/m2。
本实施例的聚碳酸酯/ABS组合物可作为手机壳体的原料，其所生产的手机进行整机冲击实验：钢球(手机整机测试专用)冲击无裂口；整机跌落实验：2米高度，手机六个面自由落下无裂纹。完全通过性能检验。
实施例3
本实施例的组合物组分为：聚碳酸酯90公斤，ABS10公斤，AS相容剂6公斤，抗氧剂168为0.3公斤，润滑剂PE蜡为0.3公斤；其中聚碳酸酯熔融指数为12g/10min，帝人化成公司生产，ABS为GE公司生产的丁二烯含量为60％的B336牌号产品。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：270℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：MFR24g/10min，拉伸屈服强度55MPa，弯曲强度86MPa，弯曲模量2350MPa，Izod缺口冲击强度23℃，45KJ/m2，/-30℃，18KJ/m2。
本实施例的聚碳酸酯/ABS组合物可作为手机壳体的原料，其所生产的手机进行整机冲击实验：钢球(手机整机测试专用)冲击无裂口；整机跌落实验：2米高度，手机六个面自由落下无裂纹。完全通过性能检验。
实施例4-10
同实施例1，不同的是各组分为：
| 实施例6 | 5 | 50 | 70 | 40 | AS | 2 | TPP | 0.3 | 褐煤酸酯 | 0.1 |
| 实施例7 | 6 | 70 | 45 | 32 | 丙烯酸接枝AS | 6 | 300 | 0.2 | PP蜡 | 0.3 |
| 实施例8 | 8 | 30 | 55 | 65 | 丙烯酸接枝AS | 5 | DSTP | 0.4 | 硬脂酸季戊四醇酯 | 0.15 |
| 实施例9 | 10 | 25 | 30 | 72 | AS | 3 | 1010+168 | 0.2+0.15 | PP蜡 | 0.25 |
| 实施例10 | 12 | 80 | 60 | 12 | 乙丙胶接枝AS | 4 | MD1024 | 0.3 | PE蜡 | 0.2 |
实施例4-10各组合物的性能检测结果如下：
| MFR | 拉伸屈服强度 | 弯曲强度 | 弯曲模量 | Izod缺口冲击强度 | ||
| 23℃ | -30℃ | |||||
| 单位 | g/10min | MPa | MPa | MPa | KJ/m2 | KJ/m2 |
| 实施例4 | 20 | 55 | 80 | 2300 | 58 | 24 |
| 实施例5 | 22 | 57 | 86 | 2350 | 45 | 17 |
| 实施例6 | 25 | 60 | 85 | 2400 | 40 | 20 |
| 实施例7 | 28 | 58 | 90 | 2350 | 42 | 16 |
| 实施例8 | 35 | 60 | 84 | 2450 | 55 | 22 |
| 实施例9 | 30 | 62 | 83 | 2500 | 60 | 25 |
| 实施例10 | 24 | 55 | 80 | 2400 | 50 | 18 |
以上各实施例所述的组合物均可用于生产手机壳体、冰箱、微波炉、加湿器、照明等家电零部件；汽车仪表板骨架；办公设备如复印机面板；笔记本电脑外壳等产品。
尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。
Claims (10)
1.一种聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，包括聚碳酸酯20～90份，ABS 72～8份，相容剂8～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，包括聚碳酸酯40～90份，ABS 50～10份，相容剂6～2份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，包括聚碳酸酯65～85份，ABS 32～12份，相容剂5～3份，抗氧剂0.4～0.2份，润滑剂0.3～0.1份。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯为双酚A类聚碳酸酯，熔融指数为5～15g/10min。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，所述的ABS丁二烯含量在30％～70％之间，优选为40％～60％。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，所述的抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酯类抗氧剂，可为一种或两种以上的混合。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，所述的润滑剂选用硬脂酸硬脂酯类或氧化聚烯烃蜡，硬脂酸硬脂酯类为硬脂酸季戊四醇酯或褐煤酸酯，氧化聚烯烃蜡为PE蜡或PP蜡。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，所述的相容剂可选用丙烯腈-苯乙烯共聚物及其接枝物，如丁二烯、乙丙胶或丙烯酸的接枝物。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物，其特征在于，采用ISO标准，所述组合物的性能为：MFR20～35g/10min，拉伸屈服强度55～62MPa，弯曲强度80～90MPa，弯曲模量2300～2500MPa，Izod缺口冲击强度23℃，40～60KJ/m2，/-30℃，16～30KJ/m2。
10.权利要求1～9中任一项所述的聚碳酸酯/ABS组合物在生产手机壳体、冰箱、微波炉、加湿器或照明的家电零部件；以及在生产汽车仪表板骨架；在生产复印机面板或笔记本电脑外壳的办公设备产品中的用途，尤其适合于手机壳体的生产。
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