专利名称：一种高刚高流动pc/abs合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法，属于热塑性高分子材料改性技术领域。这种材料广泛应用于家电、电子电器、机械制造等领域，属于一种高性能的优良工程塑料。
背景技术：
聚碳酸酯(简称PC)，具有优良的机械性能和光学性能，广泛应用于建材、汽车制造、电子电器、光学、医疗器械、航空航天及包装领域；其突出的优点具有透明度高、强度高、耐冲击性优异、蠕变性小，良好的耐热性、尺寸精度高等。但由于PC分子链刚性大，树脂熔体粘度大；另抗疲劳强度差，容易产生应力开裂。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，具有着色力强，表面光泽度好，吸水率低等特点；力学性能优良，冲击强度较好，可在低温下使用；尺寸稳定性好，耐热性能一般，电绝缘性较好，加工性能优良。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。
将PC和ABS共混既可克服PC成型加工性不佳、易产生内应力等缺陷，同时又弥补ABS冲击强度不高、耐热性差、阻燃不利等缺点，可以获得良好的综合性能。PC与ABS因溶解度参数相近，故有一定的相容性，但非完全相容体系，需进一步增容；通常添加的增容剂为MBS、SMA, ABS-g-MAH、PE-g-MAH等，能在增容合金的基础上进一步提高韧性；PC/ABS合金近年发展很快，应用领域也不断扩展，对于一些精密制品及薄壁制品，仍然需要进一步改进；特别是目前的电子产品如IPAD、电子相框等产品要求越来越轻量化，超薄化，在降低厚度的同时保持一定的刚性就显得尤为重要。传统增刚加硬的方法为填充玻纤，刚度能大幅度提高，但冲击强度降幅较大，且制造出的产品表面无光泽，难以满足客户使用需求。本发明在采用合适的配方及工艺，制备出刚性及韧性均较好的高性能PC/ABS合金。此合金相比于普通合金，在刚性、韧性、耐热温度及尺寸稳定性方面有着突出的优势，性价比很闻；
发明内容
本发明的目的在于制备一种高刚性、尺寸稳定性优异、加工性良好、刚性、韧性和热变形温度高，成本适中的PC/ABS合金。本发明的另一目的是提供一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案是
一种高刚高流动PC/ABS合金，由以下材料组成聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂。可选地，所述高刚高流动PC/ABS合金按重量百分比由下述材料制成
聚碳酸酯50 70% ；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15 30% ;
增韧相容剂3 8% ；偶联剂O. 2 1% ；
抗氧剂O. 4 1% ；
I万目以上的硅酸镁盐6 20% ；
流质改善剂O. 3 2% ；
加工助剂O. 4 1%。本发明通过在配方中加入I万目以上的硅酸镁盐，有效提高PC/ABS合金的刚性。可选地，所述聚碳酸酯的分子量为20000 40000的双酚A型聚碳酸酯，选用该分子量的PC流动性与物性平衡性较好，较适合用于改性材料。可选地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为为熔融流动速率为18-25的树脂，因此种ABS流动性较好。可选地，所述增韧相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。可选地，所述抗氧剂为β - (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯。可选地，所述偶联剂为钛酸酯。可选地，所述加工助剂为润滑剂乙撑双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或两种。一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法，包括以下步骤 (I汗燥处理聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂，其中，
干燥聚碳酸酯的温度为10(Γ120 ，干燥时间为Γ8小时；
干燥ABS、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂的温度为65 80°C，干燥时间为3飞小时；
(2)根据以下重量百分比称取各组分
聚碳酸酯50 70% ；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15 30% ;
增韧相容剂3 8% ；
偶联剂O. 2 1% ；
抗氧剂O. 4 1% ；
I万目以上的硅酸镁盐6 20% ；
流质改善剂O. 3 2% ；
加工助剂O. 4 1%。(3)将称取的所有原料混合均匀；
(4)将混合原料加入平行双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒。可选地，所述步骤(3)具体是在常温下将称取的所有原料搅拌10 20分钟，混合均匀。优选地，所述步骤(4)中熔融阶段的工艺条件为
所述平行双螺杆挤出机的螺杆直径为35 75毫米，螺杆长径比为36 1 ；
在双螺杆机控温段中，一区温度为200°C，二区温度为210°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为240°C，六区温度为240°C，七区温度为240°C，八区温度为230°C，双螺杆机的机头温度为240°C ；
螺杆转速为200 350r/min，转速太小，电流值较大，且产量不高；转速太大，PC所受剪切力过高，易形成过大的内应力，对产品不利；故选择200 350r/min的转速较合适；与现有技术相比，应用本发明的技术方案，有如下有益效果
本发明高刚高流动PC/ABS合金通过在配方中加入I万目以上的硅酸镁盐，由聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、I万目以上的硅酸镁盐、偶联剂、流质改善剂及加工助剂组成，将PC和ABS共混既可克服PC成型加工性不佳、易产生内应力等缺陷，同时又弥补ABS冲击强度不高、耐热性差、阻燃不利等缺点，可以获得良好的综合性能。对于传统的PC/ABS合金，本发明通过添加增刚剂及流质改善剂提高刚性及流动性，能应用于薄壁及形状复杂等要求苛刻的制品，很好的改善表面质量问题。在高刚高流动PC/ABS合金制备时，必须对原材料进行预处理，PC对水份特别敏感，故在共混改性前必须对其进行干燥处理，将经过处理的原料和助剂按百分比称取并混合均匀，加入到平行双螺杆挤出机中，熔融共混挤出，经水冷、风干、造粒，烘干包装为成品。
具体实施例方式下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。本发明所述的一种高刚高流动PC/ABS合金的实施例，由以下材料组成聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、I万目以上的硅酸镁盐、偶联剂、流质改善剂及加工助剂组成，通过添加增刚剂及流质改善剂提高刚性及流动性，能应用于薄壁及形状复杂等要求苛刻的制品，很好的改善表面质量问题。本发明实施例中 聚碳酸酯的分子量为20000 40000的双酚A型聚碳酸酯；
ABS为熔体流动速率18 25的树脂；
增韧相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)；
抗氧剂为(3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯和亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯成核剂为对叔丁基杯[8]芳烃；
偶联剂为钛酸酯；
加工助剂为润滑剂乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的一种或两种。本发明实施例的高刚高流动PC/ABS合金均可采用同样的制备方法，包括以下步骤
(1)预处理原料；
(2)根据以下重量百分比称取各组分
聚碳酸酯50 70% ；
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15 30% ;
增韧相容剂3 8% ；
偶联剂O. 2 1% ；
抗氧剂O. 4 1% ；I万目以上的硅酸镁盐6 20% ；
流质改善剂O. 3 2% ；
加工助剂O. 4 1%。( 3 )将称取的所有原料混合均匀；
(4)将混合原料加入平行双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒。双螺杆机一般分为以下几个部分喂料系统、减速箱、主电机、螺杆、机筒、加热系统、抽真空系统、冷却系统、联锁控制系统、以及电器控制系统。其中，在加热系统的控温段中，又分为进料区、一区、二区、三区、四区等区段。其中，本发明实施例中平行双螺杆挤出机熔融阶段的工艺条件为平行双螺杆挤出机的螺杆直径为35 75毫米；在双螺杆机控温段中，一区温度为200°C，二区温度为210°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为240°C，六区温度为240°C，七区温度为240°C，八区温度为230°C，双螺杆机的机头温度为240°C ;螺杆转速控制在200 350r/min ;经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成高刚高流动PC/ABS合金成品。实施例1 :
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为100°C，时间8小时；ABS和其余材料干燥的温度为65°C，时间6小时。(2)称取干燥后的 PC 70kg, ABS 19. 5kg, MBS 3kg，硅酸镁盐 6kg，抗氧剂 1076O. 2kg，168 O. 2kg，润滑剂PETS 0. 4kg，偶联剂钛酸酯0. 2kg，流质改善剂CBT O. 5KG ；
(3)将称取的所有原料在高速混合`机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为200r/min。将上述的PC/ABS合金注塑成标准试样，测试性能如表I所示。实施例2
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为120°C，时间4小时；ABS和其余材料干燥的温度为85°C，时间3小时。(2)称取 PC 54. 3kg, ABS 30kg, MBS 6kg，硅酸镁盐 8kg，抗氧剂 1076 O. 2kg，168O. 3kg，润滑剂TAF 0. 5kg，偶联剂钛酸酯O. 4kg，流质改善剂CBT O. 3KG ；
(3)将称取的所有原料在高速混合机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为200r/min。将上述的PC/ABS合金注塑成标准试样，测试性能如表I所示。实施例3
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为120°C，时间6小时；ABS和其余材料干燥的温度为70°C，时间5小时。(2)称取 PC 58. 7kg, ABS 24kg, MBS 5kg，硅酸镁盐 10kg，抗氧剂 1076 O. 3kg,168 O. 3kg，润滑剂 TAF 0. 3kg，PETS 0. 3kg，偶联剂钛酸酯 0. 5kg，流质改善剂 CBT 0. 6KG ；
(3)将称取的所有原料在高速混合机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为300r/min。将上述的PC/ABS合金注塑成标准试样，测试性能如表I所示。实施例4
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为120°C，时间4小时；ABS和其余材料干燥的温度为80°C，时间4小时。(2)称取 PC 62. 1kg, ABS 15kg, MBS 5kg，硅酸镁盐 15kg，抗氧剂 1076 O. 4kg,168 O. 4kg，润滑剂PETS O. 6kg，偶联剂钛酸酯O. 5kg，流质改善剂CBT IKG ；
(3)将称取的所有原料在高速混合机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为250r/min。将上述的PC/ABS合金注塑成标准试样，测试性能如表I所示。实施例5:
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为120°C，时间4小时；ABS和其余材料干燥的温度为80°C，时间4小时。(2)称取 PC 50kg, ABS 17kg, MBS 8kg，硅酸镁盐 20kg，抗氧剂 1076 O. 5kg, 168O. 5kg，润滑剂TAF 0. 5kg，PETS 0. 5kg，偶联剂钛酸酯1kg，流质改善剂CBT 2KG ；
(3)将称取的所有原料在高速混合机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为350r/min。对比例
(I)预处理原料将PC和ABS分别干燥，PC干燥的温度为120°C，时间4小时；ABS和其余材料干燥的温度为80°C，时间4小时。(2)称取 PC 70. lkg, ABS 25kg, MBS 4kg，抗氧剂 1076 O. 2kg, 168 O. 2kg，润滑剂 PETS O. 5kg ；
(3)将称取的所有原料在高速混合机中混合IOmin；
(4)将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机熔融共混挤出、水冷、风干、切粒，最后包袋成PC/ABS合金成品。其中，螺杆转速为300r/min。
将上述的PC/ABS合金注塑成标准试样，测试性能如表I所示。
表I PC/ABS合金性能表
权利要求
1.一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是，按重量百分比由下述材料制成 聚碳酸酯50 70% ； 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15 30% ; 增韧相容剂3 8% ； 偶联剂O. 2 1% ； 抗氧剂O. 4 1% ； I万目以上的硅酸镁盐6 20% ； 流质改善剂O. 3 2% ； 加工助剂O. 4 1%。
2.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述聚碳酸酯的分子量为20000 40000的双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为熔融流动速率为18-25的树脂。
4.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述增韧相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。
5.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述抗氧剂为β- (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯和亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯。
6.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述偶联剂为钛酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种高刚高流动PC/ABS合金，其特征是所述流质改善剂为对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物(CBT )。
8.一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法，其特征是，包括以下步骤 (I汗燥处理聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂，其中， 干燥聚碳酸酯的温度为10(Γ120 ，干燥时间为Γ8小时； 干燥ABS、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂的温度为65 85 °C，干燥时间为3 6小时； (2)根据以下重量百分比称取各组分 聚碳酸酯50 70% ； 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15 30% ; 增韧相容剂3 8% ； 偶联剂O. 2 1% ； 抗氧剂O. 4 1% ； I万目以上的硅酸镁盐6 20% ； 流质改善剂O. 3 2% ； 加工助剂O. 4 1% ； (3)将称取的所有原料混合均匀； (4)将混合原料加入平行双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒。
9.根据权利要求8所述的一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法，其特征是，所述步骤(3)具体是在常温下将称取的所有原料搅拌10 20分钟，混合均匀。
10.根据权利要求8所述的一种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法，其特征是，所述步骤(4)中熔融阶段的工艺条件为 所述平行双螺杆挤出机的螺杆直径为35 75毫米，螺杆长径比为36 1 ； 在双螺杆机控温段中，一区温度为200°C，二区温度为210°C，三区温度为220°C，四区温度为230°C，五区温度为240°C，六区温度为240°C，七区温度为240°C，八区温度为230°C，双螺杆机的机头温度为240°C ； 螺杆转速为200 350r/min。
全文摘要
本发明涉及热塑性高分子材料改性技术领域，公开了一种应用于家用电器、机械制造、电子电气等方面的高刚高流动PC/ABS合金，由以下材料组成聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、相容增韧剂、抗氧剂、增刚剂、偶联剂、流质改善剂及加工助剂；还公开了该种高刚高流动PC/ABS合金的制备方法。本发明的目的是提供一种强度和流动性均较好的合金，这种合金在一些薄壁及形状复杂的制品上应用，能很好的解决流动性及强度的不足，优化制品的表面质量。
文档编号C08K5/134GK103059537SQ201210470958
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者郑辉, 刘鹏, 卢俊文 申请人:广东波斯科技股份有限公司