本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种微孔发泡PC-ABS合金材料及其制备方法。
背景技术：
随着社会的发展、科技的进步，减重降本这一理念逐渐深入人心。而聚合物发泡材料是在聚合物基体中通入一定量气体，将制品的密度降低，从而可达到减重、降本的目的，同时具有质量轻、隔热、隔音、比强度高、价格低等优点，因此，聚合物发泡材料受到研究人员广泛的关注。
PC-ABS，是聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)通过混炼合成的改性工程塑料，PC-ABS结合了两种材料的优异特性，较之PC提高了流动性，改善了加工性能，减少了制品对应力的敏感性，同时，兼具PC的机械性能、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等优点，因而广泛应用于汽车内饰，外饰，家电用品及照明设备上。然而，PC与ABS简单的共混物存在相容性差的缺点，这是因为PC与ABS中的聚丁二烯难以相容，它们之间只会产生薄弱的联接，从而使材料的物理性能下降，这也导致PC-ABS的熔体强度较低，在制备发泡材料的过程中很难支撑气泡的生长，容易出现泡孔塌陷、破裂的现象。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种微孔发泡PC-ABS合金材料及其制备方法，该PC-ABS合金材料具有良好的界面相容性、热稳定性和抗水解稳定性，同时具有较高的熔体强度，可以很好的解决现有技术的不足。
为达到以上目的，本发明的技术方案如下：
一种微孔发泡PC-ABS合金材料，按重量百分比计，其组成和配比为：
PC-ABS合金材料90～99.9％，发泡剂0.1～10％；
所述的PC-ABS合金材料按以下重量百分比的原料配制：
聚碳酸酯(PC)20～80％，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)0～70％，
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物0.1～5％，
抗氧剂0.1～2％，
其他添加剂0～2％。
所述的发泡剂为碳氢化合物类发泡母粒，市售可得。
所述的聚碳酸酯为分子量24000-27000的双酚A型树脂。
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物为连续本体法合成的树脂或乳液聚合法制备的树脂。
所述的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物为含有反应型环氧官能团的高分子相容剂。
所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂；辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
所述的主抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯(3114)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、硫代二丙酸十八酯(DSTP)中的一种或几种；所述的辅抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯(618)或三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)。
所述的其他添加剂包括各种润滑剂、抗紫外线剂和颜料的一种或几种的混合。
上述微孔发泡PC-ABS合金材料的制备方法，其步骤如下：
(1)根据比例称量各原料；
(2)将除发泡剂以外的原料放入高速混合器中干混3～5min；
(3)将步骤(2)中获得的混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min；
(4)将步骤(3)获得的PC-ABS合金材料与发泡剂按比例混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
本发明通过添加反应型相容剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物来降低PC-ABS合金两相界面的张力、提高界面的粘结力，从而提升PC-ABS合金的材料的热稳定性和抗水解稳定性，同时反应型相容剂含有高浓度的环氧当量，起到了扩链、交联的作用，可提高PC-ABS合金的熔体强度，减轻注塑发泡过程中泡孔破裂、泡孔合并现象的发生，最终可得到泡孔细密均匀、力学性能良好的微孔发泡PC-ABS合金材料。
具体实施方式
本发明可通过下面优选方案做详细的说明，但这些实施例仅在于举例说明,不对本发明的范围做出界定。
在实施例和对比例的PC-ABS合金材料配方中，所用聚碳酸酯(PC)为分子量24000-27000的双酚A型树脂，由美国DOW化学公司提供，商品牌号为Calibre201-10；ABS为连续本体法合成的树脂，由中石化上海高桥分公司提供，商品牌号为8434；反应型相容剂苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元无规共聚物为佳易容相容剂江苏有限公司提供，商品牌号为SAG；主抗氧剂为瑞士Ciba公司提供的1010，商品牌号为Irganox 1010；辅助抗氧剂为BASF提供的168，商品牌号为Irgafos 168；碳氢化合物类发泡母粒由Reedy International Corporation提供，商品牌号为SAFOAM RPC-40。
实施例1
将PC树脂65％，ABS树脂33.2％，反应型相容剂SAG 0.5％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取98份干燥好的PC-ABS合金材料与2份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
实施例2
将PC树脂65％，ABS树脂33.2％，反应型相容剂SAG 0.5％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取96份干燥好的PC-ABS合金材料与4份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
实施例3
将PC树脂65％，ABS树脂32.7％，反应型相容剂SAG 1％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取98份干燥好的PC-ABS合金材料与2份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
实施例4
将PC树脂65％，ABS树脂32.7％，反应型相容剂SAG 1％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取96份干燥好的PC-ABS合金材料与4份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
实施例5
将PC树脂65％，ABS树脂31.7％，反应型相容剂SAG 2％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取98份干燥好的PC-ABS合金材料与2份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
实施例6
将PC树脂65％，ABS树脂31.7％，反应型相容剂SAG 2％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取96份干燥好的PC-ABS合金材料与4份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
对比例1
将PC树脂65％，ABS树脂33.7％，抗氧剂1010 0.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取98份干燥好的PC-ABS合金材料与2份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
对比例2
将PC树脂65％，ABS树脂33.7％，抗氧剂1010 0.1％，抗氧剂168 0.2％和黑母粒1％投入高速混合机中混合3～5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融共混、挤出造粒，挤出机各段温度如下：一区210～220℃，二区230～240℃，三区235～245℃，四区235～245℃，五区235～245℃，六区235～245℃，七区235～245℃，机头温度230～240℃，物料在挤出机中停留1～2min。
将制得的PC-ABS合金材料粒子放入90℃的通风烘箱中干燥3～5小时，然后取96份干燥好的PC-ABS合金材料与4份发泡剂混合均匀，加入注塑机中，采用二次开模技术进行微孔注塑发泡，注塑机各段温度如下：一区200～210℃，二区230～240℃，三区240～250℃，四区230～240℃，五区220～230℃。
性能评价及实行标准：
在进行微孔注塑发泡的过程中，要确保每次开模的行程一致，由此获得密度及性能都比较稳定的微发泡产品。
表观密度按照ISO 1183-1进行测试；拉伸性能按ISO 527-2进行测试，试样尺寸为170×10×4mm，拉伸速度为50mm-min；弯曲性能按照ISO 178进行测试，试样尺寸为80×10×4mm，弯曲速度为2mm-min，跨距为64mm；简支梁缺口冲击强度按ISO 179-1进行测试，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。
实施例1～6和对比例1～2所得产品各项物理性能的测试结果列于表1中
表1微孔发泡PC-ABS合金材料的物理性能测试结果
将实施例1、3、5与对比例1进行比较，同时将实施例2、4、6与对比例2进行比较可知，加入反应型相容剂后，微孔发泡PC-ABS合金材料的各项性能均得到了提升，其中，缺口冲击强度增长最为明显，同时可发现相容剂添加量越大，发泡材料的性能增长越明显。将对比例1与对比例2进行比较，同时将实施例1、3、5分别与实施例2、4、6进行比较可知，在不添加反应型相容剂或添加量较少时，增加发泡剂的含量，微孔发泡PC-ABS合金材料的性能会有所下降，但当反应型相容剂添加量足够多时，所得微孔发泡材料的各项性能会上升，这是因为发泡剂含量增加后，发泡过程对材料的熔体强度有更高的要求。通过以上分析可知反应型相容剂起到了扩链、交联的作用，可提高PC-ABS合金的熔体强度，减轻注塑发泡过程中泡孔破裂、合并现象的发生，最终可得到力学性能良好的微孔发泡PC-ABS合金材料。
以上实施例是为了让该领域的普通技术人员更好地理解本发明的具体内容，但是，任何熟悉本技术领域的研究人员均可对这些实施例进行轻易的更改或替换，并把本发明的基本原理应用于其他实施例中，这些都未进行创造性的劳动，应在保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。