本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体地说，是一种高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和优异抑菌效果的pc/abs合金及其制备方法。
背景技术：
：聚碳酸酯(pc)是一种线型聚碳酸酯，是一种无定形的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。abs具有很好的流动性和冲击性能。因此，pc与abs共混，可以综合pc和abs两者的优良性能，既可以提高abs的耐热性和拉伸强度，又可以降低pc的熔体黏度，改善加工性能。所以，pc/abs合金材料被广泛应用于白色家电外壳。白色家电外壳大部分带有led显示灯，用于该领域的白色pc/abs，对遮光度、白度、耐候和螺丝柱韧性有很高的要求。中国专利文献cn103333453a公开了一种高遮光abs复合材料及其制备方法，通过添加不同比例的硫酸钡和钛白粉来实现高遮光abs材料。中国专利文献cn104962056a公开了一种高遮光pc材料及其制备方法，通过添加合适粒径和遮盖力的钛白粉来实现高遮光pc材料。中国专利文献cn711978699a公开了一种高遮光薄壁阻燃pc材料及其制备方法和应用，通过高添加量的金红石型钛白粉和其他阻燃剂、增韧剂来实现高遮光和薄壁阻燃的效果。但是，这些专利内容中对钛白粉粒径大小和种类、遮光度、耐候性能、10进10出打螺丝时出现螺丝柱滑牙和断裂不良、抗菌性能都未进行说明。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和具有优异抗菌效果的pc/abs合金及其制备方法，具有高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和抗菌等性能。本发明的第一方面，提供一种高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和具有优异抗菌效果的pc/abs合金，由以下成分按如下重量份组成：其中，所述的高遮光钛白粉母粒，由以下成分按如下重量份组成：所述的光触媒钛白粉母粒，由以下成分按如下重量份组成：进一步的，所述的pc树脂为数均分子量为17,000～30,000g/mol的双酚a型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。具体可选用帝人化成产l-1225y、陶氏pc201-10，湖南石化pc1100、pc1220，科思创pc2800、pc2400、od2015，优选用科思创的pc2400。进一步的，所述高遮光钛白粉为粒径200～400nm金红石型钛白粉，其中包覆膜中氧化铝的含量在3.0～4.0％，二氧化硅的含量在3.0～7.0％。具体可选用科幕化学的r-960、r-350和r-103。优选科幕化学的r-350，粒径为220nm，氧化铝含量为3.2％，二氧化硅含量为3.5％。进一步的，所述的光触媒钛白粉为粒径20～50nm金红石型钛白粉，其中包覆膜中氧化铝的含量在3.0～4.0％，二氧化硅的含量在3.0～7.0％。可选用上海江沪钛白的nanotio2，粒径为20～30nm，氧化铝含量为3.2％，二氧化硅含量为3.5％。进一步的，所述的高遮光/光触媒钛白粉母粒的制备方法包括以下步骤：(a)按照所述的组分及重量份备料，置于高速混合机中，混合5～20min得到混合料；(b)将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到钛白粉母粒，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为240-270℃。进一步的，所述的san树脂为分子量为100,000-200,000g/mol，丙烯腈(an)含量为32-37％的聚丙烯腈-苯乙烯聚合物。优选镇江奇美的d-168，分子量为130000g/mol，an含量为35％。进一步的，所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，聚氨酯弹性体，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物，聚烯烃弹性体，核壳结构的硅橡胶或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。优选苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物，具体可选用韩国锦湖的hr181高胶粉，丁二烯含量为50～60％。进一步的，所述的分散剂为硅酮母粒、季戊四醇酯(pets)、乙撑双硬酯酰胺中的一种或两种以上；优选dow的硅酮母粒mb50-315，硅酮有效成分50％，母粒载体为pc。进一步的，所述的抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂168、亚磷酸酯抗氧剂s-9228、受阻酚抗氧剂1010、受阻酚抗氧剂1098、受阻酚抗氧剂1076中的一种或两种。具体可选用basf公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂1076、168或dover公司的s-9228；优选抗氧剂1076和抗氧剂168以1：1的重量比复配使用。在本发明的一个优选实施方式中，所述的高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和具有优异抗菌效果的pc/abs合金，由以下成分按如下重量份组成：其中，所述的高遮光钛白粉母粒，由以下成分按如下重量份组成：所述的光触媒钛白粉母粒，由以下成分按如下重量份组成：其中，在所述的优选实施方式中，选用的pc树脂为科思创的pc2400；选用的san树脂为镇江奇美的d-168；选用的增韧剂为韩国锦湖的hr181高胶粉；选用的高遮光钛白粉为科幕化学的r350；选用的光触媒钛白粉为上海江沪钛白化工的nanotio2；所述的pc/abs合金原料中选用的分散剂为dow的硅酮母粒mb50-315；所述的高遮光/光触媒钛白粉母粒中选用的分散剂为季戊四醇酯(pets)；选用的抗氧剂为basf公司生产的抗氧剂1076和抗氧剂168复配使用，重量比为1:1。本发明的第二方面，提供一种如上所述的高遮光、高耐候、防螺丝柱滑牙和具有优异抗菌效果的pc/abs合金的制备方法，包括以下步骤：s1、按照重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。本发明优点在于：1、从光学理论来说，当透明物质中添加无机成分，当无机成分的尺寸小于1/2λ(200nm)时，会出现透明效果。如果粒径越小，透明性越好，遮盖率也就越差。当粒径超过200nm时，如果粒径越大，比表面积越小，遮盖率也就越差。所以，粒径尺寸大小越接近200nm，遮盖率相对更优。优选200-300nm的高遮光钛白粉。2、钛白粉表面使用3.0～4.0％氧化铝和3.0～7.0％二氧化硅特殊的包覆后，具有更为优异的耐候性能。3、粒径20～50nm的纳米二氧化钛(nanotio2)具有强光催化能力，在h2o、o2体系中发生光催化反应，产生的羟基自由基(ho·)，能和多种细菌和臭体反应，而有效地灭菌和消除臭味，因而可以制成纳米tio2抗菌剂。纳米tio2抗菌剂具有将细菌及其残骸一起杀灭清除的能力，同时还能将细菌分泌的毒素也分解掉。并且纳米tio2作为杀菌剂还具有以下几个特点：一是即效性好，如银系列抗菌剂的效果约在24h左右发生，而纳米tio2仅需1h左右；二是tio2是一种半永久维持抗菌效果的抗菌剂，不像其它抗菌剂会随着抗菌剂的溶出而效果逐渐下降；三是有很好的安全性，与皮肤接触无不良影响。由于20～50nm散射紫外线，又能吸收紫外线，所以具有更好的耐候性能。3、在进行打螺丝10进10出的过程中，会出现发热的现象，导致螺丝柱会变软，会出现滑牙的现象。使用高丙烯腈含量的d-168，使pc/abs弯曲强度达到2700mpa。在进行打螺丝试验时，保证了一定的刚性，从而防止了滑牙的现象。4、本发明的pc/abs合金材料具有高遮光、高白度、高耐候、防螺丝柱滑牙和优异抑菌效果等性能，可广泛用于白色家电外壳等部件。具体实施方式下面结合实施例和对比例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。在以下各个实施例和对比例中，各原料采用下述成分：pc树脂：科思创的pc2400；pc2400的分子量为21,000g/mol。san树脂：镇江奇美的d-168，分子量为130000g/mol，an含量为35％；中国台湾奇美的pn-127h，an含量为28％。增韧剂：韩国锦湖的hr181高胶粉，丁二烯含量为50～60％。钛白粉：科幕化学的r-960，中位粒径(d50％)为350nm；科幕化学的r-350，中位粒径(d50％)为220nm；上海江沪钛白化工的nanotio2，中位粒径(d50％)为20-30nm。抗氧剂：basf公司生产的抗氧剂1076和抗氧剂168。分散剂：季戊四醇酯(pets)；dow的硅酮母粒mb50-315，硅酮有效成分50％，母粒载体为pc。所述的高遮光钛白粉母粒由以下成分按如下重量百分比组成：所述的光触媒钛白粉母粒由以下成分按如下重量百分比组成：表1对比例1-5和实施例1-3的组分和配比表2实施例4-10的组分和配比表3实施例11-12的组分和配比配方(以重量份计算)实施例11实施例12pc24005563d-1681919pn-117cexl26201515抗氧剂10760.20.2抗氧剂1680.20.2mb50-3150.60.6钛白粉r-350钛白粉r-960nanotio2高遮光钛白粉母粒20光触媒钛白粉母粒4对比例1：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。对比例2：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。对比例3：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。对比例4：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例1：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例2：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例3：s1、按照表1重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例4：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例5：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例6：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例7：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例8：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例9：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例10：s1、按照表2重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例11：s1、按照表3重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例12：s1、按照表3重量份配比配制原料，投入预混器中使原料混合均匀，并加热至60℃后保温15分钟，得到预混料；s2、将步骤s1得到的预混料加入双螺杆挤出机中，挤出并切粒得到pc/abs复合材料，其中双螺杆挤出机的料筒转速为15-35rpm，料筒温度为220-270℃；s3、将步骤s2制得的pc/abs复合材料经过注射成型制得成品。实施例13：实施效果的评价将上述对比例1-5和实施例1-12获得的样品，产品性能测试方法如下：弯曲强度：按iso178，实验速度2mm/min；简支梁缺口冲击强度：按iso179；透光度：按照iso13468-1，使用1.0mm的平面样板进行测试；耐候性：按照saej2527，测试时间为300h，用δe进行评估耐候性；螺丝柱性能：采用m3的自攻螺丝，塑料螺孔内径为2.6mm。使用5n的扭力连续进行10进10出的拧螺丝实验，观察螺丝柱是否出现滑牙和开裂的现象；抗菌效果：按照jisz2801进行检测；测试大肠埃希氏菌atcc8739和金黄色葡萄球菌atcc6538，抗菌活性值(r)≥2.0时，说明有抗菌效果，值越大，抗菌效果越好。表4对比例1-5和实施例1-3的测试结果表5实施例4-10的测试结果表6实施例11-12的测试结果从对比例1～5可以看到，随着钛白粉r-960添加量的增加，能迅速提高弯曲模量，所以打螺丝时出现滑牙的不良逐渐改善；但是钛白粉添加量越多，对冲击性能影响越大，当缺口冲击强度低于30后，打螺丝时会出现开裂的不良。另外，由于钛白粉本身具有很好的遮盖性，所以添加量越高，遮光度和耐候性越好。从对比例2～5和实施例1～4可以看到，使用钛白粉r-350更低的透光率和更好的耐候性能，这是因为r-350的中位粒径为220nm，r-960的中位粒径为350nm，当钛白粉颗粒大小在不低于200nm的情况下，粒径越小，钛白粉的比表面积越大，从而具有更好的遮盖率，所以具有更低的透光率和耐候性。从实施例5～7可以看到，随着nanotio2的添加量的增加，耐候性和抗菌性明显提升，一方面是因为20～50nm大小的nanotio2既能散射紫外线，又能吸收紫外线，所以具有更好的耐候性能；另一方面20～50nm的nanotio2具有强光催化能力，所以具有很好的抗菌效果。但是，因为nanotio2的粒径小于200nm，所以对降低透光率的作用很小。从实施例3、8和9可以看到，通过中位粒径在220nm的r-350和中位粒径在20～50nm大小的nanotio2的复配添加，对遮光度、耐候性和抗菌性能具有更优异的性能。如果钛白粉预先做成钛白粉母粒后，再进行挤出造粒，可以使钛白粉具有很好的分散性，防止出现钛白粉团聚的现象，所以进一步提高了遮盖性和耐候效果。从实施例10～12可以看到，高遮光钛白粉母粒或光触媒钛白粉母粒复配使用比单独添加高遮光钛白粉母粒或光触媒钛白粉母粒具有更佳的效果，而且单独使用高遮光钛白粉母粒或光触媒钛白粉母粒都无法达到标准要求。从实施例9和10可以看到，使用更高an含量的d-168比pn-127h具有更好的防止螺丝柱滑牙的问题。实施例10是最佳方案。以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。当前第1页12