一种超韧PC/ABS合金材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种新型超韧PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术：
：PC/ABS是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)组成的一种聚合物合金材料，结合了两种材料特性的合金，如ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质，已经被广泛使用在汽车内部零件等领域。PC/ABS具有较好的韧性，但是随着社会的发展，人们对材料提出了越来越高的要求，为了满足对材料韧性要求的提高以适应于特殊场合和领域，因此有必要开发出一种超韧性PC/ABS合金。中国专利CN103709709B公开了一种高韧性的聚碳酸酯组合物及其制备方法，包括以下重量份的组分：聚碳酸酯：50～80；丙烯腈-苯乙烯共聚物：10～30；相容剂：1～5；增韧剂：5～10；抗氧剂：0.1～1；润滑剂：0.1～1；所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的分子量为120000～150000，其包括质量百分比含量为22～30％的丙烯腈，70～78％的苯乙烯；所述的相容剂包括苯乙烯(ST)-马来酸酐二元共聚物与反应挤出的ABS-g-GMA的复配物，含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和马来酸酐(MAH)双功能单体的苯乙烯(ST)三元聚合物的一种或几种，亚酰胺化的丙烯酸酯。该专利通过反应型相容剂和基材反应使粘度增加，使PC/ABS的双连续相的组成向PC高的方向移动，使得双连续相的结构在很大的组成范围内形成，提高了韧性，拓宽了应用范围。力学性能为：拉伸强度可达48.24MPa，缺口冲击强度可达35.2kJ/m2，弯曲强度可达100.84MPa，热变形温度可达120℃，体积电阻率可达6.19×1015Ω·cm。但是该专利利用反应性相容剂与基材反应来调配PC和ABS的粘度比，从而使得相反转向高PC份数方向移动，虽然提高了材料的韧性，但是大大提高了材料的粘度，在实际加工过程尤其是薄壁制件很难应用。而使用ABS与PC制备合金，目的之一就是为了改善PC的加工流动性。所以有必要开发出新的超韧性PC/ABS合金制备方法。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超韧PC/ABS合金材料及其制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超韧PC/ABS合金材料，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：所述的高分子乳化剂的添加量为15-20重量份。该高分子乳化剂的用量远超过临界胶束浓度，从而在PC相态中形成纳米级的ABS分散相态，从而获得优异的韧性。所述的高分子乳化剂为能与聚碳酸酯端羟基反应的反应性高分子乳化剂，其反应性基团包括但不限于马来酸酐基团、环氧基团、噁唑啉基团，反应性基团的含量为1-10wt％。所述的PC树脂的相对分子量为17000-30000g/mol，玻璃化温度为140-150℃，端羟基含量大于10％。所述的ABS树脂相对分子量为100000-180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10-55％，丙烯腈重量百分比含量为15-32％，苯乙烯重量百分比含量为30-70％。所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。所述的润滑剂选自液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。一种超韧PC/ABS合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)先将PC树脂、ABS树脂、高分子乳化剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；(b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒即得产品。所述的双螺杆挤出机的共混温度为260～320℃，螺杆转速为300～1000r/min。所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比大于80。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：超过临界胶束浓度的高分子乳化剂会在基体PC树脂中形成胶束，从而形成ABS分散于胶束中的PC/ABS合金材料，具有远高于市面上PC/ABS的韧性。附图说明图1为实施例1-2和对比1-2的断裂图。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1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，所述的PC树脂的相对分子量为17000-30000g/mol，玻璃化温度为140-150℃，端羟基含量大于10％。所述的ABS树脂相对分子量为100000-180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10-55％，丙烯腈重量百分比含量为15-32％，苯乙烯重量百分比含量为30-70％。所述的高分子乳化剂为能与聚碳酸酯端羟基反应的反应性高分子乳化剂，其反应性基团包括但不限于马来酸酐基团、环氧基团、噁唑啉基团，反应性基团的含量为1-10％。所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。所述润滑剂选自液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。实施例11、按以下组分及重量份备料：2、先将PC树脂、ABS树脂、特殊高分子乳化剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；3、将步骤2所得混合物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得产品。挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为600rpm。所用PC树脂的相对分子量为24000g/mol，其玻璃化温度为150℃，端羟基含量为15％；所用ABS树脂相对分子量为100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为55％，丙烯腈重量百分比含量为15％，苯乙烯重量百分比含量为30％；所用的特殊高分子乳化剂为南通佳易容有限公司生产的SAG001；所用抗氧剂为双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯；所用润滑剂为0.3份液体石蜡和0.2份固体石蜡的混合。实施例21、按以下组分及重量份备料：2、先将PC树脂、ABS树脂、特殊高分子乳化剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；3、将步骤2所得混合物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得产品。挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为600rpm。所用PC树脂的相对分子量为24000g/mol，其玻璃化温度为150℃，端羟基含量为15％；所用ABS树脂相对分子量为100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为55％，丙烯腈重量百分比含量为15％，苯乙烯重量百分比含量为30％；所用的特殊高分子乳化剂为南通佳易容有限公司生产的SAG001；所用抗氧剂为双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯；所用润滑剂为0.3份液体石蜡和0.2份固体石蜡的混合。对比例11、按以下组分及重量份备料：2、先将PC树脂、ABS树脂、特殊高分子乳化剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；3、将步骤2所得混合物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得产品。挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为600rpm。所用PC树脂的相对分子量为24000g/mol，其玻璃化温度为150℃，端羟基含量为15％；所用ABS树脂相对分子量为100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为55％，丙烯腈重量百分比含量为15％，苯乙烯重量百分比含量为30％；所用的特殊高分子乳化剂为南通佳易容有限公司生产的SAG001；所用抗氧剂为双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯；所用润滑剂为0.3份液体石蜡和0.2份固体石蜡的混合。对比例21、按以下组分及重量份备料：2、先将PC树脂、ABS树脂、特殊高分子乳化剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；3、将步骤2所得混合物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒，即得产品。挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为600rpm。所用PC树脂的相对分子量为24000g/mol，其玻璃化温度为150℃，端羟基含量为15％；所用ABS树脂相对分子量为100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为55％，丙烯腈重量百分比含量为15％，苯乙烯重量百分比含量为30％；所用抗氧剂为双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯；所用润滑剂为0.3份液体石蜡和0.2份固体石蜡的混合。性能测试将实施例与对比例所得产品进行注塑测试，结果如下：表1冲击韧性测试结果性能(ISO)实施例1实施例2对比例1对比例1Charpy23℃150KJ/m2139KJ/m265KJ/m246KJ/m2Charpy-30℃83KJ/m293KJ/m232KJ/m238KJ/m2将实施例与对比例所得产品进行多轴冲击(实验条件：ASTMD3763,6.6m/s,-30℃)，结果如下：表2多轴冲击测试结果性能实施例1实施例2对比例1对比例1能量吸收80.374.545.0741.53断裂形式韧性韧性脆性脆性如图1所示，其中a为实施例1的断裂图，b为实施例2的断裂图，c为对比例1的断裂图，d为对比例2的断裂图。可以看出，实施例1和实施例2中冲击创口周边光滑，基本没有裂痕，而对比例1和对比例2的冲击创口周边裂痕明显。综上所述，通过添加远超过其临界胶束浓度的反应高分子乳化剂，在基体PC树脂中形成胶束，从而形成ABS分散于胶束中的PC/ABS合金材料，具有远高于市面上PC/ABS的韧性。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。当前第1页1 2 3