高流动、低气味、收缩率可调的阻燃pc/abs组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯35％?85％，收缩率改善剂1％?15％，流动改善剂5％?25％，ABS?抗冲击改性剂一步料5％?50％，上述各原料的质量百分比之和为100％；其中，所述的ABS?抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 50％?80％，抗冲击改性剂20％?50％。本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物使用的一步料简单易得，制备工艺简单，成本低，能有效去除去材料组成中的小分子物质，同时其机械性能优异；材料可广泛用于汽车，冰箱，电视机等行业。
【专利说明】
高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物
技术领域
[0001] 本发明属于高分子改性领域，尤其是涉及一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃 PC/ABS组合物。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯(PC)是一种具有优良物理机械性能的热塑性工程塑料，其透明性和阻燃 性优良，具有广阔的应用领域;但由于聚碳酸酯分子链刚性大，熔体粘度高，易产生应力开 裂，抗溶剂性差，高温下遇水易分解等缺点，在一定程度上限制了其使用范围。一般通过改 性技术，通过丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)的加入改善其加工性和内应力，选择 合适的ABS种类能降低由于ABS的加入，对材料光泽度的影响；添加冲击改善剂来改善聚碳 酸酯组合物的韧性，硅系增韧改性剂表现尤为明显。但由于ABS和冲击改善剂在合成时，会 引入分散剂或其他助剂，制成阻燃PC/ABS组合物后，由于PC分子结构的特点，这些小分子对 材料性能是不利的，如注塑过程产生料花、模垢等；同时含有小分子的材料在使用过程中会 散发的不友好的气味，在很大程度上限制其应用。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明旨在提出一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合 物，能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所引起的一些缺陷，同时能有效避免后续 成型过程中的小分子物质析出等问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0005] -种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成： 聚碳酸酯 35%-85%, 收缩率改善剂 1%-15%，
[0006] 流动改善剂 5%-25%, ABS-抗冲击改性剤一步料 5%-50%，
[0007] 上述各组分之和为100%;
[0008] 其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
[0009] ABS 50 %-80%，
[0010] 抗冲击改性剂 20%-50%。
[0011]优选的，所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量 百分比的原料制成： 聚碳酸酯 35%-80%， 收缩率改善剂 2%-10%，
[0012] 流动改善剂 9%-15%， ABS-抗冲击改性剂一步料 7%-40%，
[0013] 上述各组分之和为100%;
[0014] 其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
[0015] ABS 50 %-80%，
[0016] 抗冲击改性剂 20%-50%。
[0017]进一步，所述的聚碳酸酯的分子量为20000-40000;优选的，所述的聚碳酸酯的分 子量为 25000-37000。
[0018] 进一步，所述的ABS的粒径为0. lum-lum;优选的，所述的ABS的粒径为0. lum-0.4um〇
[0019] 进一步，所述的抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或硅 系增韧剂;优选的，抗冲击改性剂选择壳为甲基丙烯酸甲酯、核为有机硅或丙烯酸的核壳结 构的硅系增韧剂。
[0020] 进一步，所述的流动改善剂为含磷阻燃剂;优选的，所述的含磷阻燃剂为双酚A双 (磷酸二苯酯）（BDP)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯）（RDP)或磷酸三苯酯（TPP)中的一种或几 种的混合物;所述的收缩率改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET)。
[0021 ]进一步，该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0022] (1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0023] (2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒 的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤 出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
[0024]进一步，所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1;所述的液态水的注入量为 ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的5%-30%;所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为： 一区温度180-210°(：，二区温度190-220°(：，三区温度190-230°(：，四区温度190-240°(：，五区 温度190-240°C，六区温度190-240°C，七区温度190-240°C，八区温度190-240°C，九区温度 190-240°C，十区温度190-240°C^一区温度190-240°C ;主机转速250-600转/分钟。
[0025] 所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺 杆挤出机挤出，得到高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物。
[0026] -种ABS-抗冲击改性剂一步料，由包括如下质量百分比的原料制成：
[0027] ABS 50 %-80%，
[0028] 抗冲击改性剂 20%_50%;
[0029]所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
[0030] (1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0031] (2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒 的第三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤 出后得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
[0032]所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1;所述的步骤(2)中液态水的 注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质量的5 % -30 % ;所述的步骤(2)中双螺杆挤出机的 熔融挤出的条件为:一区温度180-210°(：，二区温度190-220°(：，三区温度190-230°(：，四区温 度190-240°(：，五区温度190-240°(：，六区温度190-240°(：，七区温度190-240°(：，八区温度 190-240°(：，九区温度190-240°(：，十区温度190-240°(：，^^一区温度 190_240°C ;主机转速 250-600转/分钟。
[0033]相对于现有技术，本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物 具有以下优势：
[0034] (1)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过ABS-抗冲 击改性剂一步料的挤出生产，由于液态水在高温下挥发，能有效带出ABS和抗冲击改性剂在 合成和加工过程中添加的小分子物质，同时配合双真空的作用，能将挥发物高效的带出螺 筒，生产得到ABS-抗冲击改性剂一步料，生产完的粒料需在80 °C烘干4小时以上再使用。 [0035] (2)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过加入合适 比例的流动改善剂，能有效提高材料的流动性;通过加入合适比例的收缩率改善剂，能调节 所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的收缩率，以满足模具对收缩率的 要求。
[0036] (3)本发明所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法能有效的将ABS和抗冲击 改性剂的小分子物质分离，特别是ABS和抗冲击改性剂合成过程中难以避免的会添加小分 子助剂(包含一些弱碱性小分子物质），这样能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所 引起的一些缺陷，同时能有效避免后续成型过程中的小分子物质析出等问题；由于一步料 在生产过程中的小分子物质的抽离，在一定程度上能提高所述的高流动、低气味、收缩率可 调的阻燃PC/ABS组合物的阻燃性能。
[0037] (4)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物使用的一步料 简单易得，制备工艺简单，成本低，能有效去除去材料组成中的小分子物质，制得一种高流 动、低气味、收缩率可调的阻燃材料，同时其机械性能优异;材料可广泛用于汽车，冰箱，电 视机等行业。
[0038] (5)本发明所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物通过ABS材料 的选择，结合ABS-抗冲击改性剂一步料的生产，然后其与收缩率改善剂、流动改善剂，PC按 适当比例的在挤出机中进行改性，可以显著提高材料的加工性能，并能在一定范围内调节 材料的收缩率。
【具体实施方式】
[0039] 除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了 便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
[0040] 所有的数字标识，例如PH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然 不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语"约"。同时也要了解，虽然不总是明确 的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
[0041 ]下面结合实施例来详细说明本发明。
[0042] 实施例1
[0043] 一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成:聚碳酸酯36%，BDP 19%，ABS-抗冲击改性剂一步料40%，PBT 3% ;其中，所述的 ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成:ABS 60%，MBS 40% ;所述的 聚碳酸酯的分子量为25000-37000;所述的ABS的粒径为0 ? lum-0 ? 4um〇
[0044] 该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0045] (1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0046] (2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的 螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240°C，二区温度 245°C，三区温度255°C，四区温度255°C，五区温度260°C，六区温度240°C，七区温度240°C， 八区温度245°C，九区温度245°C，十区温度260°C^一区温度240°C ;主机转速300转/分钟， 在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗 冲击改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质 量的15%，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改 性剂一步料。
[0047]所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺 杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0048] 实施例2
[0049] -种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成：聚碳酸酯72%，BDP 8%，ABS-抗冲击改性剂一步料12%，PBT 3% ;其中，所述的 ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成:ABS 60%，MBS 40% ;所述的 聚碳酸酯的分子量为25000-37000;所述的ABS的粒径为0 ? lum-0 ? 4um〇
[0050]该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0051 ] (1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0052] (2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的 螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240°C，二区温度 245°C，三区温度255°C，四区温度255°C，五区温度260°C，六区温度240°C，七区温度240°C， 八区温度245°C，九区温度245°C，十区温度260°C^一区温度240°C ;主机转速300转/分钟， 在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗 冲击改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质 量的15%，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改 性剂一步料。
[0053]所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺 杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0054] 实施例3
[0055] -种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成:聚碳酸酯52%，BDP 15%，ABS-抗冲击改性剂一步料25%，PBT 8% ;其中，所述的 ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成:ABS 60%，MBS 40% ;所述的 聚碳酸酯的分子量为25000-37000;所述的ABS的粒径为0 ? lum-0 ? 4um〇
[0056]该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0057] (1)将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0058] (2)将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，所述的双螺杆挤出机的 螺杆长径比为48:1，所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度240°C，二区温度 245°C，三区温度255°C，四区温度255°C，五区温度260°C，六区温度240°C，七区温度240°C， 八区温度245°C，九区温度245°C，十区温度260°C^一区温度240°C ;主机转速300转/分钟， 在双螺杆挤出机的螺筒的第三段和第五段均注入液态水，第三段液态水的注入量为ABS-抗 冲击改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-抗冲击改性剂一步料的质 量的15%，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后得到ABS-抗冲击改 性剂一步料。
[0059]所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击改性剂一步料均匀混合，经过双螺 杆挤出机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0060] 对比例1
[0061] -种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成：聚碳酸酯41%，BDP 19%，ABS 24%，MBS 16%;所述的聚碳酸酯的分子量为 25000-37000;所述的 ABS 的粒径为 0 ? lum-0 ? 4um。
[0062] 所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出 机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0063] 对比例2
[0064] 一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成：聚碳酸酯80%，80?8%485 7.2%，1?5 4.8%;所述的聚碳酸酯的分子量为 25000-37000;所述的 ABS 的粒径为 0 ? lum-0 ? 4um。
[0065] 所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出 机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0066] 对比例3
[0067] 一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的 原料制成：聚碳酸酯60%，BDP 15%，ABS 15%，MBS 10%;所述的聚碳酸酯的分子量为 25000-37000;所述的 ABS 的粒径为 0 ? lum-0 ? 4um。
[0068]所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS、抗冲击改性剂均匀混合，经过双螺杆挤出 机挤出，得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物。
[0069] 将所述的实施例1-3与对比例1-3制备得到高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ ABS组合物进行性能测试，性能测试方法如下：
[0070] 气味评价方法:按大众标准PV3900测试；
[0071] 拉伸强度:测试标准ASTM D638,在Zwick电子万能试验机上测试；
[0072] 悬臂梁缺口冲击：测试标准ASTM D256，在Zwick电子万能试验机上测试；阻燃等 级：测试标准UL94;
[0073] 光泽度：测试标准ASTM D1455。
[0074] 所述的实施例1-3与对比例1-3在制备所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃 PC/ABS组合物中，均加入了的所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的质 量的0.2 %的抗氧剂与0.5 %的抗滴落剂，实施例1-3与对比例1-3的测试结果如表1所示。
[0075] 表1性能测试结果(表中组分含量为质量百分比）
[0078]从表1结果中可以看出，使用ABS-抗冲击改性剂一步料的配方，气味等级可达到2 级水平，阻燃性能相较也更好，同时通过收缩率改善剂的加入能达到调整材料收缩率及提 高材料流动性的效果，能匹配不能模具对材料收缩率及流动性的要求。
[0079]所述的ABS-低温增韧改性剂一步料的挤出生产中，由于液态水在高温下挥发，能 有效带出ABS和低温增韧改性剂在合成和加工过程中添加的小分子物质，如抗氧剂、抗滴落 剂，这样能有效避免改性和注塑过程中由于PC的降解所引起的一些缺陷，同时能显著改善 所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的气味及成型过程的缺陷等问题。 [0080]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在于：由包括如下质 量百分比的原料制成： 聚碳酸酯 35%-85%， 收缩率改善剂 1%-15%， 流动改善剂 5%-25%， ABS-抗冲击改性剂一步料 5%-50% , 上述各原料的质量百分比之和为100%; 其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成： ABS 50 %-80%， 抗冲击改性剂 20 %-50 %。2. 根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量百分比的原料 制成： 聚碳酸酯 35%-80%， 收缩率改善剂 2%-10%， 流动改善剂 9%-15%， ABS-抗冲击改性剤一步料 7%-40% , 上述各原料的质量百分比之和为100%; 其中，所述的ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成： ABS 50 %-80%， 抗冲击改性剂 20 %-50 %。3. 根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的聚碳酸酯的分子量为20000-40000;优选的，所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000。4. 根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的ABS的粒径为0· lum-lum;优选的，所述的ABS的粒径为0· lum-0.4um〇5. 根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的抗冲击改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物或硅系增韧剂;优 选的，抗冲击改性剂选择壳为甲基丙烯酸甲酯、核为有机硅或丙烯酸的核壳结构的硅系增 韧剂。6. 根据权利要求1所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的流动改善剂为含磷阻燃剂;优选的，所述的含磷阻燃剂为双酸A双(磷酸二苯酯）、 间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或磷酸三苯酯中的一种或几种的混合物;所述的收缩率改善剂 为聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合 物，其特征在于:该ABS-抗冲击改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到： (1) 将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料； (2) 将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第 三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后 得到ABS-抗冲击改性剂一步料。8. 根据权利要求7所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物，其特征在 于:所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1;所述的液态水的注入量为ABS-抗冲击改性 剂一步料的质量的5%-30%;所述的双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温度180-210 。(：，二区温度190-220°C，三区温度190-230°C，四区温度190-240°C，五区温度190-240°C，六 区温度190-240°C，七区温度190-240°C，八区温度190-240°C，九区温度190-240°C，十区温 度190-240°C^一区温度190-240°C ;主机转速250-600转/分钟。9. 权利要求1 _8中任一项所述的高流动、低气味、收缩率可调的阻燃PC/ABS组合物的制 备方法，其特征在于:包括如下步骤:将聚碳酸酯、收缩率改善剂、流动改善剂、ABS-抗冲击 改性剂一步料均匀混合，经过双螺杆挤出机挤出，得到高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ ABS组合物。10. -种ABS-抗冲击改性剂一步料，其特征在于：由包括如下质量百分比的原料制成： ABS 50 %-80%， 抗冲击改性剂 20 %-50 %; 所述的ABS-抗冲击改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤： (1) 将ABS与抗冲击改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料； (2) 将预混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，进行挤出，在双螺杆挤出机的螺筒的第 三段和第五段均注入液态水，在所述的螺筒的第七段和第十段均设置有真空设备，挤出后 得到ABS-抗冲击改性剂一步料。
【文档编号】C08L69/00GK105820536SQ201610279821
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】陈勇文, 佟伟, 艾军伟, 何继辉, 李明昆, 岑茵, 张现军, 陶四平
【申请人】天津金发新材料有限公司