高强度高模量pc/abs合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高强度高模量PC/ABS合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]PC/ABS合金(聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是一种重要的工程塑料合金，具有良好的成型性和耐低温冲击性能，较高的热变形温度及光稳定性。与PC相比，PC/ABS合金降低了熔体黏度，改善了加工性能，并大大提高了产品耐应力开裂性能；与ABS相比，PC/ABS合金提高了耐热性和耐候性，成本低于PC，兼具PC与ABS两者的性能，因此具有广阔的应用前景和巨大的市场价值，其主要应用领域包括汽车、电子、电器等行业。但PC/ABS合金属于部分相容的聚合物体系，其相容性的好坏将直接影响了该合金的各项性能指标。为了改善PC/ABS合金的相容性，往往需加入第三组分。纳米碳纤维具有较高的强度和杨氏模量，较好的导电、导热及热稳定性以及极好的表面尺寸效应等，因而受到了人们极大的关注；纳米碳纤维的一个重要用途是改进力学性能，它可以达到连续碳纤维一样的增强效果，但价格仅相当于玻璃纤维。用纳米碳纤维增强PC/ABS合金，具备高强度、高模量、高刚度和高异电性等优点，对提高PC/ABS合金材料的力学性能和导电性能等方面具有巨大的潜力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种利用纳米碳纤维与玻璃纤维协同填充改性的高强度高模量PC/ABS合金及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:高强度高模量PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为:PC 30%?70%、ABS 20%?30%、纳米碳纤维5%?15%、玻璃纤维5%?10%、弹性体3%?8%、增容剂2%?4%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%。
[0005]所述的PC为双酚A型聚碳酸酯。
[0006]所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0007]所述的纳米碳纤维为经过等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维，所述等离子体为氧(O2)等离子体。
[0008]所述的玻璃纤维为直径在8?15 μ m、且表面经硅烷偶联剂ΚΗ550处理后的无碱短切玻璃纤维。
[0009]所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)。
[0010]所述的增容剂为ABS-g-MAH、SBS_g_MAH、PP-g-MAH、LDPE-g-MAH 中的一种。
[0011]所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1:1的复配物。
[0012]所述的润滑剂为硬酯酸钙、改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的一种。
[0013]上述的高强度高模量PC/ABS合金的制备方法，包括以下步骤:
(1)、将PC在鼓风干燥机中于11(TC?130°C温度下干燥3?4小时，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小时,待用；
(2)、纳米碳纤维表面处理:将气相生长纳米碳纤维置入真空度为I?0.2mmHg、输入电压为220V的氧(O2)等离子体的箱内进行处理0.5?3分钟，再在干燥空气中暴露3?10分钟，即得等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维；
(3)、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌2?5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2)的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、弹性体、增容剂、抗氧齐U、润滑剂，使一起搅拌10?30分钟和达到混合均匀后，出料；
(4)、将步骤(3)的混和物加入双螺杆挤出机中，在240°C?270°C下共混挤出，螺杆转速为200?300r/min，经过造粒即得本发明的高强度高模量PC/ABS合金。
[0014]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用纳米碳纤维与玻璃纤维协同填充增强作用，同时添加适量弹性体、增容剂等助剂，使制得的PC/ABS合金在兼具有PC、ABS各自原有的优异性能同时，具有高强度、高模量、高弹性、高刚度和良好导电、导热及热稳定性等优点，在汽车、机械、电子电器、体育用品、光学构件等领域具有非常广泛应用前旦
-5^ O
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0016]实施例1:
一种高强度高模量PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为:PC 43%、ABS 20%、纳米碳纤维15%、玻璃纤维10%、乙烯-辛烯共聚物(P0E)8%、ABS-g-MAH 3%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1:1的复配物0.2%、改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF) 0.8%。其中，所述的PC为双酚A型聚碳酸酯；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述的纳米碳纤维为经过等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维，所述等离子体为氧(O2)等离子体；所述的玻璃纤维为直径在8?15 μ m、且表面经硅烷偶联剂KH550处理后的无碱短切玻璃纤维。
[0017]制备方法:(I)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小时，待用；(2)、纳米碳纤维表面处理:将气相生长纳米碳纤维置入真空度为I?0.2mmHg、输入电压为220V的氧(O2)等离子体的箱内进行处理0.5?3分钟，再在干燥空气中暴露3?10分钟，即得等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维；(3)、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌2?5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2 )的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、ABS-g-MAH、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1:1的复配物、改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)，使一起搅拌10?30分钟和达到混合均匀后，出料；(4)、将步骤
(3)的混和物加入双螺杆挤出机中，在240°C?270°C下共混挤出，螺杆转速为200?300r/min,经过造粒即得本发明的高强度高模量PC/ABS合金。
[0018]实施例2:
一种高强度高模量PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为:PC 50%、ABS 25%、纳米碳纤维10%、玻璃纤维5%、乙烯-辛烯共聚物(POE) 5%、LDPE-g-MAH 4%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1:1的复配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 0.8%。其中，所述的PC为双酚A型聚碳酸酯；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述的纳米碳纤维为经过等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维，所述等离子体为氧(O2)等离子体；所述的玻璃纤维为直径在8?15 μ m、且表面经硅烷偶联剂KH550处理后的无碱短切玻璃纤维。
[0019]制备方法:(I)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小时，待用；(2)、纳米碳纤维表面处理:将气相生长纳米碳纤维置入真空度为I?0.2mmHg、输入电压为220V的氧(O2)等离子体的箱内进行处理
0.5?3分钟，再在干燥空气中暴露3?10分钟，即得等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维；(3)、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌2?5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2 )的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、乙烯-辛烯共聚物(POE)、LDPE-g-MAH、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1:1的复配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，使一起搅拌10?30分钟和达到混合均匀后，出料；(4)、将步骤
(3)的混和物加入双螺杆挤出机中，在240°C?270°C下共混挤出，螺杆转速为200?300r/min,经过造粒即得本发明的高强度高模量PC/ABS合金。
【主权项】
1.一种高强度高模量PC/ABS合金，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:PC30%?70%、ABS 20%?30%、纳米碳纤维5%?15%、玻璃纤维5%?10%、弹性体3%?8%、增容剂2%?4%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%。
2.根据权利要求1所述的高强度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的纳米碳纤维为经过等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维，所述等离子体为氧(O2)等离子体。
3.根据权利要求1所述的高强度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物(POE)。
4.根据权利要求1所述的高强度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的增容剂为ABS-g-MAH、SBS-g-MAH、PP-g-MAH、LDPE-g-MAH 中的一种。
5.根据权利要求1所述的高强度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂为硬酯酸钙、改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF )、季戊四醇硬脂酸酯(PETS )中的一种。
6.根据权利要求1所述的高强度高模量PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、将PC在鼓风干燥机中于11(TC?130°C温度下干燥3?4小时，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小时,待用； (2)、纳米碳纤维表面处理:将气相生长纳米碳纤维置入真空度为I?0.2mmHg、输入电压为220V的氧(O2)等离子体的箱内进行处理0.5?3分钟，再在干燥空气中暴露3?10分钟，即得等离子体表面处理的气相生长纳米碳纤维； (3)、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌2?5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2)的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、弹性体、增容剂、抗氧齐U、润滑剂，使一起搅拌10?30分钟和达到混合均匀后，出料； (4)、将步骤(3)的混和物加入双螺杆挤出机中，在240°C?270°C下共混挤出，螺杆转速为200?300r/min，经过造粒即得本发明的高强度高模量PC/ABS合金。
【专利摘要】本发明公开了一种高强度高模量PC/ABS合金及其制备方法。本发明的高强度高模量PC/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PC30%～70%、ABS20%～30%、纳米碳纤维5%～15%、玻璃纤维5%～10%、弹性体3%～8%、增容剂2%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，本发明采用纳米碳纤维与玻璃纤维协同填充增强作用，同时添加适量弹性体、增容剂等助剂，使制得的PC/ABS合金在兼具有PC、ABS各自原有的优异性能同时，具有高强度、高模量、高弹性、高刚度和良好导电、导热及热稳定性等优点，在汽车、机械、电子电器、体育用品、光学构件等领域具有非常广泛应用前景。
【IPC分类】B29B9-06, C08L55-02, C08L23-08, C08K13-06, C08K7-06, C08K9-00, C08K9-06, B29C47-92, C08L69-00, C08K7-14
【公开号】CN104629282
【申请号】CN201310543475
【发明人】不公告发明人
【申请人】殷培花
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月6日