本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种具有降噪性能的pc/abs合金及其制备方法。
背景技术：
pc/abs合金是非结晶性工程塑料，具有优良的抗冲击强度、耐热性、高刚性等性能，被广泛的用于汽车、电子、家电等领域。由于汽车的塑材件越来越多的使用，汽车嘉诚感受要求的越来越高，对车内环境、噪音的要求也越来越高。因此，在很多应用中，pc/abs合金需要具有较好的隔音降噪效果，更好的提供舒适安静的车内环境。
目前行业内还没有一款可降噪的pc/abs合金，相关其他行业对降噪主要通过复合材料或者多层挤出来达到效果。
郭少云等人在cn102501504b专利中，通将两种不同的高分子材料投入挤出机进行多层挤出，从而达到降噪的效果；徐波等人在cn102967042b专利中，通过将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，然后进行热压复合达到吸声的效果。但是，采用这种多层挤出或者复合材料的方式进行生产方式会受到部品外形的制约，尤其是现在车内结构设计多样化的情况下，这些方法对于复杂结构的部品就没法得到很好的应用。
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，提供一种具有降噪性能的pc/abs合金及其制备方法。
本发明采用了有机插层蒙托土，低分子量的as树脂，一方面，由于其分子量低，具有较高的流动性，在pc/abs合金中，可以起到一部分内润滑的作用，减少在材料后加工的时候因为剪切力造成的材料降解；另一方面，由于其和abs中的as相具有很好的相容性，使之更趋于分散在pc和abs相界面之间，改善相界面。较低的分子量，可以为周围的基体和abs分子提高更多的自由体积，改善冲击性能。同时利用反应性的相容剂，利用官能团和pc的端基反应，和低分子量的as协同，改善相界面结合力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，包括以下重量份的各组分：
pc(聚碳酸酯)：40～80
abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)：20～45
降噪母粒：1～10
增韧剂：2～10
相容剂：0.5～5
抗氧剂：0.1～1
润滑剂：0.1～1。
优选地，所述降噪母粒包含以下重量百分比的各组分：
有机插层蒙托土90～99％，
丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂(as)0.5～7％，
偶联剂0.5～3％。
优选地，所述的有机插层蒙托土的层间距为2.0～2.8nm。
优选地，所述的偶联剂为硅类偶联剂。
优选地，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂的重均分子量为40000～80000。
优选地，所述降噪母粒的制造方法包括以下步骤：
a、按照如权利要求2所述的组分及重量份备料；
b、将备好料的各组分置于混合器中，混合5～30min得到混合物料；
c、将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在10～20mpa，温度150～230℃，经过熔融密炼30s～10min，造粒即得到所述降噪母粒。
优选地，所述pc树脂为数均分子量17000～30000g/mol的双酚a型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃；
所述abs树脂中，包括质量百分比含量为5～30％的橡胶、10～30％的丙烯腈，40～70％的苯乙烯；所述abs树脂的数均分子量为80000～150000g/mol。
优选地，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的至少一种；所述增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40％～90％。
所述相容剂为as-g-mah(丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐)、as-g-gma(丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯)或pmma-g-mah(聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐)。
优选地，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种；
所述的抗氧剂包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
本发明还提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金的制备方法，包括以下步骤：
a、按照上述的组分及重量份备料；
b、将备好料的各组分置于混合器中，混合5～30min得到混合物料；
c、将混合物料投置于双螺杆挤出机中，转速为400～700rpm，温度180～270℃，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
优选地，所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。
优选地，所述的双螺杆挤出机设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始处；另一处位于计量段。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)采用了热塑性的材料和纳米插层材料，可以通过注塑的方法进行生产，提高了材料的适用性。
(2)通过超临界流体高渗透的特性参与纳米插层材料的二次处理，是纳米插层蒙脱土和丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂能够达到更好的插层效果。
(3)通过在母粒制作的过程中，添加偶联剂，可以使纳米插层材料和pc/abs合金有更好的相容性，改善其物理机械性能。
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。
以下实施例及对比例中选用重均分子量为40000～80000g/mol的双酚a型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃，具体是用帝人化成产l-1225y、陶氏pc-201-10，湖南石化pc-1100、pc-1220，优选用湖南石化的pc-1100、pc-1220；abs数均分子量为80000～150000g/mol，其包括质量百分比含量为5～30％的橡胶、10～30％的丙烯腈、40～70％的苯乙烯，具体是用韩国锦湖石油化学株式会社的absp/d150、absp/d190，高桥石化的abs8391、abs8434；as分子量为40000～80000，其包括10～30％的丙烯腈，70～90％的苯乙烯；增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40％～90％，具体是用产于lg的em500、钟渊的m521、罗门哈斯的exl-2620；有机插层蒙托土为市售，例如bp-186d，层间距为2.0～2.8nm；偶联剂为硅类偶联剂，市售kh550，kh260，kh570；相容剂为polyscope的xiransz23110、xiransz28110，modipercl130d；抗氧剂为ciba公司生产的抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168；所述润滑剂为pets(季戊四醇硬脂酸酯)，硅酮粉。
对比例1
本对比例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为34kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：em500为5kg，相容剂为sz231101kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g。
(2)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(3)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
对比例2
本对比例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：pc-1100为28kg，pc-2200为29kg，abs8391为33kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为4kg，相容剂为sz281101kg，有机插层蒙托土为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g。
(2)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(3)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例1
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.0nm)为95kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为5kg，
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在10mpa，温度230℃，经过熔融密炼30s，造粒即得到降噪母粒；
(4)按以下重量称取各组分：pc-1100为28kg，pc-2200为29kg，abs8391为33kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为4kg，相容剂为sz231101kg，降噪母粒为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例2
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.3nm)为95kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为3kg，偶联剂kh550为2kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在15mpa，温度200℃，经过熔融密炼2min，造粒即得到母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为29kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为3kg，相容剂为sz231101kg，降噪母粒为7kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例3
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.8nm)为90kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为7kg，偶联剂kh550为3kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在20mpa，温度190℃，经过熔融密炼5min，造粒即得到母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为29kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为5kg，相容剂为sz231101kg，降噪母粒为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例4
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.8nm)为90kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为7kg，偶联剂kh550为3kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在20mpa，温度190℃，经过熔融密炼5min，造粒即得到降噪母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为20kg，pc-2200为20kg，abs8391为44kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为5kg，相容剂为sz281101kg，降噪母粒为10kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例5
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.8nm)为95kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为4kg，偶联剂kh550为1kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在10mpa，温度230℃，经过熔融密炼10min，造粒即得到降噪母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为29kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为5kg，相容剂为sz231102kg，降噪母粒为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例6
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.0nm)为90kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为7kg，偶联剂kh550为3kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在20mpa，温度190℃，经过熔融密炼5min，造粒即得到降噪母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为24kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为6kg，相容剂为sz231105kg，降噪母粒为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例7
本实施例提供了一种具有降噪性能的pc/abs合金，其制备方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：有机插层蒙托土(层间距2.8nm)为90kg，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂为7kg，偶联剂kh550为3kg；
(2)将备好料的其他组分置于混合器中，混合20min得到混合物料；
(3)将混合物料投置于密炼机中，通入超临界二氧化碳，保持压力在20mpa，温度190℃，经过熔融密炼10min，造粒即得到母粒；
(4)按重量份称取各组分：pc-1100为30kg，pc-2200为30kg，abs8391为29.5kg，mbs(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)：m521为5kg，相容剂sz23110为0.5kg，降噪母粒为5kg，抗氧剂245为0.1kg，抗氧剂168为0.1kg，润滑剂pets(季戊四醇硬脂酸酯)为0.5kg，硅酮粉0.5g；
(5)将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
(6)将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1～2区的温度为180～240℃，温控3～4区的温度为230～260℃，温控5～6区的温度为230～260℃，温控7～8区的温度为230～260℃，温控9～10的温度为230～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
降噪效果的测试方法：将各样品用制作成200*200*200cm的正方形敞口盒子，导致放于夹具上，用200g的钢球在垂直上方1m处自由落体撞击盒子底部，通过放置在盒子内部的分贝测试仪测下方的声音强度判断降噪效果。各对比例及实施例的声音强度见下表。
表1
由表1可知：从对比例1、2可以发现，在添加了有机插层蒙托土以后，具有一定的降噪效果，但是不是很明显。通过实例1可以发现，当使用超临界流体和丙烯腈-苯乙烯共聚物通过密炼机对有机插层蒙托土进行处理后，降噪效果有很大的提升。通过实施例3与实施例6和7的对比可以发现，在增加了有机插层蒙托土的层间距，增加了密炼处理的时间后，材料的抗噪效果得到了进一步的下降。
这是因为有机插层蒙托土是片层结构的材料，同时具有一定的层间距离，在声音穿过各界面的时候会发生损失，从而导致了降噪效果，同时通过超临界流体配合as树脂和偶联剂通过密炼机处理后，由于超临界流体的渗透能力很强，加上密炼机的剪切和拉伸流场，可以很好的达到as树脂的插层效果，改善相容性和增大层间距，从而增加了降噪效果。此外，偶联剂和as同时也可以起到相容剂的作用，使有机插层蒙托土和pc/abs基体有较好的相容性，从而达到保持物性的效果。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。