本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种pc/asa合金材料及其制备方法。
背景技术：
：聚碳酸酯（pc）是一种热塑性工程塑料，其具有良好的机械性能、冲击韧性、耐热性、稳定性及透明无毒优异等特征,目前已经仪表、电子、机械、电器、电子、汽车及航空等领域得到了广泛的应用。然后聚碳酸酯同时也存在如下问题:加工难、熔体粘度大、产品应力开裂及价格昂贵等。当前市场上常见的改进措施是将聚碳酸酯与abs共混改性,很大程度上提高了聚碳酸酯的流动性，改善了聚碳酸酯的加工性能,降低成本,扩大了聚碳酸酯的应用范围。而asa是由苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸橡胶共聚而成的三元聚合物，其不但维持了abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的光泽好、加工性能良好和高冲击强度等优点，同时其熔体粘度比较低。现有技术中对将聚碳酸酯与asa进行共混改性做了研究,然而现有的pc/asa合金材料仍存在力学性能、耐候性欠佳等问题，有待进一步的改进。技术实现要素：为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种pc/asa合金材料，该pc/asa合金材料具有良好的力学综合性能和耐候性，加工性能好。本发明的另一目的在于提供一种pc/asa合金材料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，利于工业化生产。本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种pc/asa合金材料，包括如下重量份的原料：pc100-140份asa35-50份紫外光吸收剂2-4份相容剂4-8份抗氧剂0.2-0.4份功能助剂8-15份。本发明的pc/asa合金材料以pc和asa为主料，并与抗氧剂、紫外光吸收剂、相容剂和功能助剂相互配合，使asa/pc合金材料具有良好的力学综合性能，缺口冲击强度高，具有优异的弯曲强度和拉伸强度，且耐候性好。进一步的，所述紫外光吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮和邻羟基苯甲酸苯酯中的至少一种。本发明过采用上述紫外光吸收剂，可在合金材料受到太阳光直射时吸收太阳光中的紫外线，提高合金材料的耐候性，使合金材料的应用范围延伸至户外。进一步的，所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010和抗氧剂1076中的至少一种。抗氧剂168为亚磷酸酯抗氧剂,其抗萃取性强,对水解作用稳定,并能显著提高制品的光稳定性，可以与多种酚类抗氧剂复合使用。抗氧剂1010和1076是均为受阻酚类抗氧剂。本发明通过采用上述抗氧剂可抑制pc/asa合金材料的热降解和氧化降解，提高其耐老化性。优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2-3:2-3:1组成，本发明以抗氧剂1010和抗氧剂1076为主氧化剂，以抗氧剂168为辅助氧化剂，其协同抗氧化效应显著，可进一步有效抑制合金材料的热降解和氧化降解,不但能防止材料在制备过程中因高温使抗氧剂分解而达不到抗氧作用，又能减少材料在挤出过程中受热分解，减少材料在此过程中小分子析出，提高表面光洁度，能长久保持抗氧化效果。进一步的，所述pc优选但不限于sabic公司的slx2432t；所述asa优选但不限于德国巴斯夫777k。进一步的，所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物中的至少一种。本发明通过采用上述相容剂，可降低pc和asa两种聚合物之间的表面张力，促进相的分散，增加相间的粘结力，改善热稳定性，为pc/asa合金材料的组成均一稳定。进一步的，所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物按照质量比0.5-1:1组成，使各原料间相容型好，提高pc/asa合金材料各原料之间的相容性。所述聚甲基丙烯酸甲酯相对分子质量约为200万。马来酸酐共聚物为乙烯-马来酸酐共聚物，优选但不限于霍尼韦尔ac573a。进一步的，每份所述功能助剂包括如下重量份的原料：有机硅增韧助剂12-18份、聚芳砜8-12份、磷酸二氢钠8-12份、硫酸镁晶须6-10份、纳米二氧化钛11-15份。本发明通过将有机硅增韧助剂添加于聚合物材料中，大大提高其韧性和抗冲击性能；所述磷酸二氢钠能够降低pc/asa合金材料加工中加工性的酯交换，提高合金的负荷变形温度；聚芳砜是由4，4’-二磺酰氯二苯醚与联苯反应制得，可在相容剂的相容作用下可与asa和pc基体形成良好的共混，相容性好，可有效提高pc/asa合金材料的热变形温度以及耐热性，耐老化，耐辐射，力学性能及电气性能都很好。硫酸镁晶须和纳米二氧化钛相复配，使合金材料不仅具有较好的外观、抗冲击强度等，同时赋予其良好的尺寸稳定性、耐高温性、耐候性和自清洁性。本发明通过采用上述功能助剂，使得合金材料表面光洁，且具有优异的力学性能和耐候性。进一步的，所述有机硅增韧助剂的制备方法包括以下步骤：（a1）、按重量份计，称取环状硅氧烷单体100-140份、乙烯基硅氧烷单体8-13份、十二烷基苯磺酸5-10份和水50-80份混合均匀并不断搅拌，然后升温至80-95℃，再加入环状硅氧烷单体80-120份，反应3-4h，得到乳液a；（a2）、按重量份计，称取乳液a50-80份、水10-15份混合均匀后，再加入乳化剂2-4份，混合均匀后升温至80-95℃并不断搅拌，然后加入第一单体7-15份和第一引发剂1-2份，反应1.5-2.5h后，得到乳液b；（a3）、按重量份计，称取水20-30份、分散剂1-2份、第二引发剂0.5-1.5份和甲第二单体5-10份搅拌均匀并不断搅拌，然后加入乳液b，在80-95℃温度下反应2-3h，得到机硅增韧助剂。本发明制备有机硅增韧助剂的方法，相对于传统的单纯使用悬浮聚合或单纯使用乳液聚合的方式，产物可直接析出，且产物的粒径更大，可达到微米级别，其含水率大大降低，烘干成本更低，克服了现有技术中有机硅增韧剂粒径较小，难以烘干脱水且增韧效果不佳的问题，同时，本发明制备有机硅增韧助剂的方法不需要经过破乳、凝聚等工序，工艺更为简单，控制方便，生产效率高，节省了生产成本，利于工业化生产。进一步的，所述环状硅氧烷单体为六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、八乙基环四硅氧烷、十乙基环五硅氧烷、十二乙基环六硅氧烷、六乙烯基环三硅氧烷和八乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。通过采用上述环状硅氧烷单体，可以有效控制有机硅增韧助剂的粒径，提高合金材料的韧性和抗冲击性能。进一步的，所述乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷中的至少一种。乙烯基硅氧烷单体可在有机聚硅氧烷的侧链或末端引入乙烯基聚合性官能团，该官能团可作为与由各共聚单体形成的共聚聚合物化学结合时的接枝活性点，从而起到偶联作用。进一步的，所述第一单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸月桂酯中的至少一种。本发明通过采用上述第一单体聚合形成接枝层，其玻璃化温度较低，制得的有机增韧具有优异的耐候性能和耐低温性能，能大大提高合金材料的韧性，并提高其耐低温性能和耐候性。进一步的，所述第二单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。本发明通过采用上述第二单体聚合形成壳层，玻璃化转变温度较高，使乳液b进一步与第二单体悬浮聚合，形成微米级有机硅增韧剂，进而提高合金材料抗的冲击强度。进一步的，所述第一引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化环己酮、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。更进一步的，所述第一引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸钠和偶氮二异丁腈按照重量比1-2:2-3:1组成。本发明通过采用上述有引发剂，引发效果好，可以引发自由基聚合和共聚合反应，提高各单体的聚合速率。所述第二引发剂为过氧化环己酮。本发明通过采用过氧化环己酮，并控制其用量，促进使乳液b进一步与第二单体悬浮聚合，提高聚合速率，进而提高其抗冲击强度。本发明另一目的通过下述技术方案实现：一种上述pc/asa合金材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将pc和asa经干燥处理，然后按比例将各原料混合，得到混合物；（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，经挤出、吹干、切粒后，得到pc/asa合金材料。进一步的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区温度为210-230℃，二区温度为220-240℃，三区温度为230-250℃，四区温度为240-250℃，五区温度为240-250℃，六区温度为240-250℃，七区温度为250-260℃，八区温度为250-260℃，九区温度为250-260℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350-450r/min。本发明pc/asa合金材料的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，利于工业生产。本发明通过严格控制挤出过程的各区温度，能使pc/asa合金材料挤出稳定，成型性好，表面平整、光泽度高，具有良好的力学综合性能和耐候性。本发明的有益效果在于：本发明的pc/asa合金材料以pc和asa为主料，并与抗氧剂、紫外光吸收剂、相容剂和功能助剂相互配合，使asa/pc合金材料具有良好的力学综合性能，缺口冲击强度高，具有优异的弯曲强度和拉伸强度，且耐候性好；pc/asa合金材料的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。实施例1本实施例中，一种pc/asa合金材料，包括如下重量份的原料：pc120份asa45份紫外光吸收剂3份相容剂6份抗氧剂0.3份功能助剂12份。进一步的，所述紫外光吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮和邻羟基苯甲酸苯酯按重量比1:1组成。所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2.5:2:1组成。所述pc为sabic公司的slx2432t；所述asa为德国巴斯夫777k。进一步的，所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物按照质量比0.8:1组成。所述马来酸酐共聚物为乙烯-马来酸酐共聚物，所述马来酸酐共聚物霍尼韦尔ac573a。进一步的，每份所述功能助剂包括如下重量份的原料：有机硅增韧助剂16份、聚芳砜10份、磷酸二氢钠10份、硫酸镁晶须8份、纳米二氧化钛13份。进一步的，所述有机硅增韧助剂的制备方法包括以下步骤：（a1）、按重量份计，称取环状硅氧烷单体120份、乙烯基硅氧烷单体10份、十二烷基苯磺酸7份和水70份混合均匀并不断搅拌，然后升温至85℃，再加入环状硅氧烷单体100份，反应3.5h，得到乳液a；（a2）、按重量份计，称取乳液a65份、水12份混合均匀后，再加入乳化剂3份，混合均匀后升温至85℃并不断搅拌，然后加入第一单体12份和第一引发剂1.5份，反应2h后，得到乳液b；（a3）、按重量份计，称取水25份、分散剂1.5份、第二引发剂1.2份和第二单体7份搅拌均匀并不断搅拌，然后加入乳液b，在85℃温度下反应2.5h，得到机硅增韧助剂。进一步的，所述环状硅氧烷单体为由六甲基环三硅氧烷和八乙基环四硅氧按重量比1:0.8组成。所述乙烯基硅氧烷单体为由乙烯基三甲氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷和烯丙基三甲氧基硅烷按照重量比2:1:2组成。进一步的，所述第一单体为由丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯按重量比1:2组成。所述第二单体为丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯按重量比1:1组成。所述分散剂为聚乙二醇。进一步的，所述第一引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸钠和偶氮二异丁腈按照重量比1:2:1组成。所述第二引发剂为过氧化环己酮。上述pc/asa合金材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将pc和asa经干燥处理，然后按比例将各原料混合，得到混合物；（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，经挤出、吹干、切粒后，得到pc/asa合金材料。进一步的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，四区温度为245℃，五区温度为245℃，六区温度为245℃，七区温度为255℃，八区温度为255℃，九区温度为255℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为400r/min。实施例2本实施例中，一种pc/asa合金材料，包括如下重量份的原料：pc100份asa35份紫外光吸收剂2份相容剂4份抗氧剂0.2份功能助剂8份。进一步的，所述紫外光吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮和邻羟基苯甲酸苯酯按重量比1:2组成。所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2:3:1组成。进一步的，所述pc为sabic公司的slx2432t；所述asa为德国巴斯夫777k。进一步的，所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物按照质量比0.5:1组成。进一步的，每份所述功能助剂包括如下重量份的原料：有机硅增韧助剂12份、聚芳砜8份、磷酸二氢钠8份、硫酸镁晶须6份、纳米二氧化钛11份。进一步的，所述有机硅增韧助剂的制备方法包括以下步骤：（a1）、按重量份计，称取环状硅氧烷单体100份、乙烯基硅氧烷单体8份、十二烷基苯磺酸5份和水50份混合均匀并不断搅拌，然后升温至80℃，再加入环状硅氧烷单体80份，反应4h，得到乳液a；（a2）、按重量份计，称取乳液a50份、水10份混合均匀后，再加入乳化剂2份，混合均匀后升温至80℃并不断搅拌，然后加入第一单体7份和第一引发剂1份，反应2.5h后，得到乳液b；（a3）、按重量份计，称取水20份、分散剂1份、第二引发剂0.5份和第二单体5份搅拌均匀并不断搅拌，然后加入乳液b，在80℃温度下反应3h，得到机硅增韧助剂。进一步的，所述环状硅氧烷单体为八甲基环四硅氧烷、六乙基环三硅氧烷、和八乙烯基环四硅氧烷按照重量比1:2:1组成。所述乙烯基硅氧烷单体为二乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、苯乙烯基三甲氧基硅烷按照质量比1:0.5:0.5组成。进一步的，所述第一单体为丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸月桂酯中按重量比1:1.5组成。所述第二单体为甲基丙烯酸和甲基丙烯酸异冰片酯按重量比1:1.5组成。进一步的，所述第一引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸钠和偶氮二异丁腈按照重量比2:3:1组成。所述第二引发剂为过氧化环己酮。上述pc/asa合金材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将pc和asa经干燥处理，然后按比例将各原料混合，得到混合物；（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，经挤出、吹干、切粒后，得到pc/asa合金材料。进一步的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区温度为210℃，二区温度为220℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为240℃，七区温度为250℃，八区温度为250℃，九区温度为250℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350r/min。本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。实施例3本实施例中，一种pc/asa合金材料，包括如下重量份的原料：pc140份asa50份紫外光吸收剂4份相容剂8份抗氧剂0.4份功能助剂15份。进一步的，所述紫外光吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮和邻羟基苯甲酸苯酯按重量比0.5:1组成。所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比3:2:1组成。所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物按照质量比1:1组成。进一步的，每份所述功能助剂包括如下重量份的原料：有机硅增韧助剂18份、聚芳砜12份、磷酸二氢钠12份、硫酸镁晶须10份、纳米二氧化钛15份。进一步的，所述有机硅增韧助剂的制备方法包括以下步骤：（a1）、按重量份计，称取环状硅氧烷单体140份、乙烯基硅氧烷单体13份、十二烷基苯磺酸10份和水80份混合均匀并不断搅拌，然后升温至95℃，再加入环状硅氧烷单体120份，反应3h，得到乳液a；（a2）、按重量份计，称取乳液a80份、水15份混合均匀后，再加入乳化剂4份，混合均匀后升温至95℃并不断搅拌，然后加入第一单体15份和第一引发剂2份，反应1.5h后，得到乳液b；（a3）、按重量份计，称取水30份、分散剂2份、第二引发剂1.5份和第二单体10份搅拌均匀并不断搅拌，然后加入乳液b，在95℃温度下反应2h，得到机硅增韧助剂。进一步的，所述环状硅氧烷单体为十二甲基环六硅氧烷和六乙烯基环三硅氧烷按照重量比1:1组成。所述乙烯基硅氧烷单体为乙烯基甲基二乙氧基硅烷和苯乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷按照重量比1:1:1.5组成。进一步的，所述第一单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸月桂酯按照重量比1:2组成。所述第二单体为丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯按照质量比1:0.5组成。进一步的，所述第一引发剂为过氧化苯甲酰和过硫酸钾按照重量比1：2组成。上述pc/asa合金材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将pc和asa经干燥处理，然后按比例将各原料混合，得到混合物；（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，经挤出、吹干、切粒后，得到pc/asa合金材料。进一步的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为250℃，四区温度为250℃，五区温度为240250℃，六区温度为250℃，七区温度为260℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为450r/min。本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。实施例4本实施例中，一种pc/asa合金材料，包括如下重量份的原料：pc110份asa40份紫外光吸收剂2.5份相容剂5份抗氧剂0.35份功能助剂10份。进一步的，所述紫外光吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮和邻羟基苯甲酸苯酯按重量比1:3组成。所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2:2:1组成。所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐共聚物按照质量比0.7:1组成。每份所述功能助剂包括如下重量份的原料：有机硅增韧助剂14份、聚芳砜9份、磷酸二氢钠11份、硫酸镁晶须7份、纳米二氧化钛12份。进一步的，所述有机硅增韧助剂的制备方法包括以下步骤：（a1）、按重量份计，称取环状硅氧烷单体110份、乙烯基硅氧烷单体11份、十二烷基苯磺酸7份和水60份混合均匀并不断搅拌，然后升温至90℃，再加入环状硅氧烷单体90份，反应3.5h，得到乳液a；（a2）、按重量份计，称取乳液a60份、水12份混合均匀后，再加入乳化剂2.5份，混合均匀后升温至85℃并不断搅拌，然后加入第一单体10份和第一引发剂1.5份，反应2h后，得到乳液b；（a3）、按重量份计，称取水22份、分散剂1.5份、第二引发剂0.8份和第二单体8份搅拌均匀并不断搅拌，然后加入乳液b，在855℃温度下反应2.5h，得到机硅增韧助剂。进一步的，所述环状硅氧烷单体为八甲基环四硅氧烷和十乙基环五硅氧烷按照重量比1:2组成。所述乙烯基硅氧烷单体为乙烯基三甲氧基硅和γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基二甲基硅烷按照重量比1：1组成。进一步的，所述第一引发剂为过氧化月桂酰、过硫酸钠和偶氮二异丁腈按照重量比1.5:2.5:1组成。上述pc/asa合金材料的制备方法，包括如下步骤：（1）、将pc和asa经干燥处理，然后按比例将各原料混合，得到混合物；（2）、将得到的混合物加入到双螺杆挤出机，经挤出、吹干、切粒后，得到pc/asa合金材料。进一步的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的各区温度分别为：一区温度为210-230℃，二区温度为220-240℃，三区温度为230-250℃，四区温度为240-250℃，五区温度为240-250℃，六区温度为240-250℃，七区温度为250-260℃，八区温度为250-260℃，九区温度为250-260℃；所述双螺杆挤出机的螺杆转速为350-450r/min。本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。对比例1本对比例与实施例1的区别在于：本对比例中的功能助剂不含有机硅增韧助剂、聚芳砜和硫酸镁晶须。对比例2本对比例与实施例1的区别在于：本对比例采用市售有机硅增韧剂sx-006替代实施例1的有机硅增韧助剂。对实施例1-4和对比例1-2的pc/asa合金材料进行性能测试：1043.1-2008进行测定，样条尺寸：（80×10×4）mm，缺口类型：a型，测试环境为23℃，氙灯老化实验按照sae2527标准进行，能量为1025kj，光照后测色差。结果如表1所示： 9341-2008进行测定；缺口冲击强度按gb/t 1040.2-2006进行测定，测试速度：50mm/min；弯曲强度测按gb/t 拉伸强度测试按gb/t表1测试项目光照后色差拉伸强度弯曲强度缺口冲击强度(23℃)单位（℃）（℃）（mpa）（kj/m2）实施例10.8877375实施例21.1847173实施例31.3867277实施例40.9836974对比例12.3686063对比例21.6766468由表1可知，本发明的实施例1相对于对比例1，具有更为优异的耐候性和缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度；实施例1相对于对比例2，其缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度明显提升。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3