本发明涉及高分子领域，尤其是涉及一种降噪消音的PC/ABS合金材料及其制备方法。
背景技术：
：PC/ABS是一类广泛应用于汽车内饰的高分子合金，但其制件在装配和长期使用过程中会由于摩擦而产生“吱吱”的噪音。目前常见的解决方法主要包括在装配过程中涂覆硅油，无纺布等，这类方法虽然短期内能够起到润滑降噪的作用，但其制造工序繁琐，成本较高，并且长期使用过程中的降噪效果难以保证。另外，亦有通过降低PC/ABS合金表面摩擦系数的方法来实现PC/ABS合金的降噪。常见的降低PC/ABS合金表面摩擦系数的方法。比如在PC/ABS合金中添加硅油类的润滑剂，此方法虽然短期内降低材料的摩擦系数，但长期使用时，硅油易析出，从而导致降噪失效；再比如通过添加聚四氟乙烯作为体系润滑剂，降低PC/ABS合金摩擦系数，但聚四氟乙烯与PC、ABS相容性差，挤出造粒困难，制件表面缺陷严重。阻尼降噪是高分子材料降噪消音的另一思路，其主要是利用高分子的粘弹性能，将振动产生的噪音，通过高分子链段间的内摩擦，将机械能转化为热能耗散，从而达到降低噪音的目的。普通硅橡胶的阻尼系数tanδ为0.05-0.1，无法实现降噪功能。中国专利CN105820537A公开了一种高焊接强度的PC/ABS合金材料，由30-65重量份的聚碳酸酯、15-40重量份的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、10-20重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、3-5重量份的高胶粉、1-5重量份的相容剂和0.5-1重量份的加工助剂组成。制备得到的合金材料可以在汽车内饰件(如仪表板仪)、家用电器等部件中的应用，但是该合金材料无法起到降噪消音的效果。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降噪消音的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：一种降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂40～75，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂15～55，高阻尼硅橡胶5～20，抗氧剂0.1～1，润滑剂0.1～1份。所述的高阻尼硅橡胶是将85～95份硅橡胶，2～5份阻尼剂和3～10份白炭黑在密炼机中进行密炼制备得到的橡胶，控制密炼温度为100～180℃，转速为30～100r/min，密炼时间为8～30min。所述的硅橡胶的橡胶结构单元为：R1＝-OH,-CN,其中n1＝2～10，n2＝1～5。硅氧烷链段为柔性链段，R2链段为刚性链段，取代基的R1为高刚性基团，软硬段的结构设计可以保证硅橡胶具有较高的阻尼系数。所述的阻尼剂为多烷氧基硅烷、多丁酮肟基硅烷、多乙酰氧基硅烷、多胺基硅烷、多酰胺基硅烷、多异丙烯氧基硅烷、含氢硅油的一种。作为优选的实施方式，高阻尼硅橡胶粒径大小为100～1000nm，重均分子量为100000-20000，橡胶阻尼系数为0.3～2.5。特别优选的高阻尼硅橡胶粒径200-700nm，重均分子量为120000-180000，橡胶阻尼系数为0.5～2.5，进一步优选的目的是为了平衡所制备的降噪消音的PC/ABS各项物性。若橡胶粒径过大过小不利于提高PC/ABS的冲击性能；阻尼系数过小，降噪消音的效果不佳，难以在实际应用中有所体现，阻尼系数过大会增加技术实现难度。所述的聚碳酸酯树脂的分子量为18000～32000，玻璃化温度为140～150℃。所述的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂的相对分子量为90000～185000，其中丁二烯重量百分比含量为15～30％，丙烯腈重量百分比含量为20～40％，苯乙烯重量百分比含量为30～65％。所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸十八酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基)季四醇二亚磷酸酯或季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯中的一种或几种。所述的润滑剂为硅烷聚合物、脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺或聚烯烃蜡的一种或几种。降噪消音的PC/ABS合金材料的制备方法，采用以下步骤：a、将原料按配方加入混合搅拌机中进行混合；b、将所得混合物经过失重式喂料机喂入挤出机，再经过双螺杆挤出机共混造粒，制备得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。所述的双螺杆挤出机的机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～700rpm。添加与PC/ABS具高阻尼橡胶，提高PC/ABS合金的粘弹性能，提高材料的阻尼系数，进而达到塑料降噪消音的目的，另一方面，高阻尼硅橡胶亦可作为PC/ABS体系的增韧剂，并且高阻尼硅橡胶具有较宽的玻璃化转变的温度区域，从而使获得的PC/ABS在较宽温度范围内获得较为温度的冲击韧性。与现有技术相比，目前常见的PC/ABS体系降噪消音的思路通过降低材料表面的摩擦系数来实现，降低材料表面摩擦系数的常见方法包括添加硅油或者PTFE等润滑性的材料，但在这些方法制造过程中工艺难以稳定控制，加工成型后制件表面效果较差等缺点。本发明通过添加高阻尼硅橡胶来实现PC/ABS合金的降噪消音，生产制备工艺简单，最终塑料制件的外观良好，同时PC/ABS合金的冲击韧性得到提高。高阻尼硅橡胶的引入提高了PC/ABS合金的黏弹特性，当塑料制件发生噪声风险时，噪声的机械能引起高分子链段的内摩擦，从而将这部分机械能转化为热能的形式耗散，降低塑料制件发生噪声的风险，达到降噪消音的目的；同时高阻尼橡胶作为增韧剂提高了PC/ABS合金的冲击韧性。具体实施方式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。实施例1～5实施例1～5降噪消音的PC/ABS合金材料，该PC/ABS合金材料包含的各组分及含量如表1所示；其中，PC树脂的重均分子量为22000g/mol玻璃化温度为140℃；ABS树脂相对重均分子量为125,000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量为25％，丙烯腈重量百分比含量为25％，苯乙烯重量百分比含量为50％；高阻尼硅橡胶的重均分子量为140000g/mol，橡胶粒径为400-500nm，阻尼系数为1.4；抗氧剂为Ciba公司的Irganox168；润滑剂为市售的N，N-乙撑双硬脂酸酰胺。高阻尼硅橡胶是将硅橡胶、阻尼剂多丁酮肟基硅烷、白炭黑按重量比为95：2：3置于密炼机中，控制密炼温度为100℃，转速为100r/min，密炼30min得到的橡胶，硅橡胶的橡胶结构单元为：其中，Rl＝-OHn1＝5，n2＝2。硅氧烷链段为柔性链段，R2链段为刚性链段，取代基的R1为高刚性基团，软硬段的结构设计可以保证硅橡胶具有较高的阻尼系数。表1组分及重量份实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5PC7565655540ABS2015203555高阻尼硅橡胶52015105抗氧剂0.20.20.30.50.1润滑剂0.30.30.40.50.2制备方法如下：a.按照表1组分及重量称取相应的原料；b.然后先将PC树脂、ABS树脂、高阻尼硅橡胶、抗氧剂和润滑剂混合搅拌机中进行混合；c.再将步骤b得到的混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，制得降噪消音PC/ABS合金粒子，挤出机的机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～700rpm。实施例6本实施例涉及一种降噪消音PC/ABS合金材料，其制备方法如下：a、按以下组分及重量称取相应的原料：b、首先将PC树脂、ABS树脂、高阻尼硅橡胶、抗氧剂和润滑剂在混合搅拌机中进行混合；c、然后将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，制得降噪消音PC/ABS合金粒子，挤出机的机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～700rpm。PC树脂的相对分子量为18000g/mol，其玻璃化温度为140℃，为酯交换法合成的PC树脂；ABS树脂相对分子量为120000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为20％，丙烯腈重量百分比含量为26％，苯乙烯重量百分比含量为54％；高阻尼硅橡胶分子量为180000g/mol，橡胶粒径为600～700nm，阻尼系数为1.8，高阻尼硅橡胶是将硅橡胶、阻尼剂多烷氧基硅烷、白炭黑按重量比为85：5：10置于密炼机中，控制密炼温度为180℃，转速为30r/min，密炼8min得到的橡胶，硅橡胶的橡胶结构单元为：其中，Rl＝-CN，n1＝10，n2＝5；抗氧剂Ciba公司的Irganox1010；润滑剂为市售季戊四醇硬脂酸。实施例7本实施例涉及一种降噪消音PC/ABS合金材料，其制备方法同实施例6，所不同之处在于：按照以下组分及重量份备料：PC树脂的相对分子量为32000g/mol，其玻璃化温度为150℃，为光气法合成的PC树脂；ABS树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，其相对分子量为185000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为30％，丙烯腈重量百分比含量为25％，苯乙烯重量百分比含量为45％；高阻尼硅橡胶分子量为200000g/mol，橡胶粒径为800-1000nm，阻尼系数为0.8，制备方法与实施例7相同；抗氧剂为抗氧剂Ciba公司的Irganox1076和Irganox168复配，比例为1:1；润滑剂为甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺按1:1的混合物。实施例8实施效果为配合评价所制备的降噪PC/ABS合金塑料粒子的降噪效果，通过塑料制件噪音试验机来评价所得PC/ABS合金的降噪效果，其主要原理为将两块塑料板分别置于试验机上下两个平面上，其中下平面为固定面，上平面可以做往复摩擦运动，同时上平面可以外加一定的载荷，载荷砝码分别为100g，200g，400g，800g和1600g，在试验机固定位置有声波传感器。试验前需对空运转的试验机进行声波收集，并在实际测试中去除这部分声波。最终评价结果以噪声发生等级来表示：1600g载荷下无明显噪音，则评为1级；若1600g载荷有明显噪音，800g载荷无明显噪音，则评价为2；若800g载荷有明显噪音，400g载荷无明显噪音，则评价为3；若400g载荷有明显噪音，200g载荷无明显噪音，则评价为4；若200g载荷有明显噪音，100g载荷无明显噪音，则评价为5；若100g载荷下即有明显噪音则评为无级别。将以上实施例1～7制备的降噪PC/ABS合金材料注塑成100mm*100mm*4mm的高光板，然后通过塑料制件噪音试验机进行评级。另外，参照ISO527，ISO179，ISO178标准测试PC/ABS合金粒子的物性。测试结果如表2所示：表2实施例1～7的产品粗化时间和测试结果由表2可知，加高阻尼硅橡胶后，制备得到PC/ABS合金的发生噪音的风险处较低，同时PC/ABS合金具有优良的物理性能。对比例1本对比例的目的在于研究高阻尼硅橡胶的用量对本发明的降噪消音PC/ABS合金材料性能的影响；本对比例是在实施例4的基础上调整高阻尼硅橡胶的用量分别为0,2,5,10,20,25重量份，并采用实施例8的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试，结果如下表3：表3由表3可知，高阻尼硅橡胶可以对降噪消音PC/ABS合金起到良好的增韧作用，尤其是对于材料的低温韧性有着较大增强。高阻尼硅橡胶的最佳含量范围为5-20份，当高阻尼硅橡胶的含量低于5份时，PC/ABS合金粒子制备得到的塑料制件发生噪音的风险为较大，达不到降噪消音的效果。当高阻尼硅橡胶含量上升至25份时，材料的刚性下降明显，整体无形不佳。因此为确保材料达到理想的降噪消音效果，同时兼顾材料物性，优选的高阻尼硅橡胶的重量份为5-20之间。对比例2本对比例是在对比例1的研究基础上进一步研究高阻尼硅橡胶的阻尼系数对本发明的降噪消音PC/ABS合金材料性能的影响；本对比例的组分及制备方法同实施例4，所不同之处在于，采用的高阻尼硅橡胶的阻尼系数分别为0.05，0.1，0.8，1.8，2.5同样采用实施例8的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试，结果如下表4：表4由表4可知，所选择硅橡胶的阻尼系数对PC/ABS合金的降噪效果有着明显影响，当阻尼系数较低时(0.05、0.01)，所制备的PC/ABS合金粒子的存在明显的噪声发生风险，因此优选的高阻尼橡胶的阻尼系数为0.5-2.5。对比例3本对比例是目的在于研究ABS树脂丁二烯含量对制备的降噪消音PC/ABS合金物性的影响，本对比例的组分及制备方法同实施例4，所不同之处在于，采用的丁二烯比例为15％和55％，同样采用实施例8的方法对制得的PC/ABS合金材料进行性能测试，结果如下表5：表5由表5可知，所选择的ABS树脂的丁二烯含量过高(55％)时，所制备的降噪消音PC/ABS合金材料的刚性不足，具体表现在合金材料的拉伸强度和弯曲模量过低，考虑实际使用中的需要，优选的丁二烯含量为15-30％。综上所述，本发明的方法简单易行，通过选择将高阻尼硅橡胶添加到PC/ABS合金中，能够有效增加PC/ABS合金材料的黏弹特性，噪声产生的振动机械能引起PC/ABS体系内高分子链段的内摩擦转变为热能耗散，降低噪声发生的风险。其中高阻尼硅橡胶的阻尼系数及用量对降噪消音PC/ABS的降噪效果有着明显影响，另一方面，高阻尼硅橡胶亦是PC/ABS合金的有效增韧剂，在室温及低温(-40℃)下均能得到冲击性能较好的降噪消音PC/ABS合金。实施例9一种降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂40，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂55，高阻尼硅橡胶5，抗氧剂0.1，润滑剂0.1。高阻尼硅橡胶是将硅橡胶、阻尼剂甲基三丁酮肟基硅烷、白炭黑按92:3:5置于密炼机中，控制密炼温度为120℃，转速50r/min，密炼12min密炼得到。其中，硅橡胶的橡胶结构单元为：其中，R1＝-OH,n1＝2，n2＝1。硅氧烷链段为柔性链段，R2链段为刚性链段，取代基的R1为高刚性基团，软硬段的结构设计可以保证硅橡胶具有较高的阻尼系数。高阻尼硅橡胶粒径大小为100nm，重均分子量为100000，橡胶阻尼系数为0.3。聚碳酸酯树脂的分子量为18000，玻璃化温度为140℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂的相对分子量为90000，其中丁二烯重量百分比含量为15％，丙烯腈重量百分比含量为20％，苯乙烯重量百分比含量为65％。抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸十八酯，润滑剂为脂肪酸酰胺。降噪消音的PC/ABS合金材料的制备方法，采用以下步骤：a、将原料按配方加入混合搅拌机中进行混合；b、将所得混合物经过失重式喂料机喂入挤出机，再经过双螺杆挤出机共混造粒，控制双螺杆挤出机的机筒温度为220℃，螺杆转速为300rpm，制备得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。实施例10一种降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂50，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂35，高阻尼硅橡胶10，抗氧剂0.5，润滑剂0.5。高阻尼硅橡胶是将硅橡胶、阻尼剂叔丁基三乙酰氧基硅烷、白炭黑按重量比为90：3：7混合置于密炼机中，控制密炼温度为150℃，密炼机转速为60r/min，密炼15min得到的橡胶。硅橡胶的结构如下所示，Rl＝-CN，n1＝10，n2＝5。制备得到的高阻尼硅橡胶粒径大小为1000nm，重均分子量为200000，橡胶阻尼系数为2.5。聚碳酸酯树脂的分子量为32000，玻璃化温度为150℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂的相对分子量为185000，其中丁二烯重量百分比含量为30％，丙烯腈重量百分比含量为40％，苯乙烯重量百分比含量为30％。抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，润滑剂为油酰胺。降噪消音的PC/ABS合金材料的制备方法，采用以下步骤：a、将原料按配方加入混合搅拌机中进行混合；b、将所得混合物经过失重式喂料机喂入挤出机，再经过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的机筒温度为270℃，螺杆转速为700rpm，制备得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。实施例11一种降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂65，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂25，高阻尼硅橡胶8，抗氧剂0.8，润滑剂0.8。高阻尼硅橡胶是将实施例9中的硅橡胶与阻尼剂及白炭黑在密炼机上进行密炼制备得到，粒径200nm，重均分子量为120000，橡胶阻尼系数为0.5，聚碳酸酯树脂的分子量为18000，玻璃化温度为140℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂的相对分子量为100000，其中丁二烯重量百分比含量为15％，丙烯腈重量百分比含量为40％，苯乙烯重量百分比含量为45％。抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基)季四醇二亚磷酸酯的混合物。润滑剂为油酰胺、乙撑双硬脂酰胺的混合物。降噪消音的PC/ABS合金材料的制备方法，采用以下步骤：a、将原料按配方加入混合搅拌机中进行混合；b、将所得混合物经过失重式喂料机喂入挤出机，再经过双螺杆挤出机共混造粒，控制双螺杆挤出机的机筒温度为240℃，螺杆转速为400rpm，制备得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。实施例12一种降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的组分：聚碳酸酯树脂75，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂15，高阻尼硅橡胶20，抗氧剂1，润滑剂1份。高阻尼硅橡胶是将实施例10中的硅橡胶与阻尼剂及白炭黑在密炼机上进行密炼制备得到，粒径700nm，重均分子量为180000，橡胶阻尼系数为2.5，聚碳酸酯树脂的分子量为32000，玻璃化温度为150℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物树脂的相对分子量为100000，其中丁二烯重量百分比含量为15％，丙烯腈重量百分比含量为40％，苯乙烯重量百分比含量为45％。抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基)季四醇二亚磷酸酯的混合物。润滑剂为油酰胺、聚烯烃蜡的混合物。降噪消音的PC/ABS合金材料的制备方法，采用以下步骤：a、将原料按配方加入混合搅拌机中进行混合；b、将所得混合物经过失重式喂料机喂入挤出机，再经过双螺杆挤出机共混造粒，控制双螺杆挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为600rpm，制备得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。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 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