本发明涉及合金材料
技术领域：
，尤其涉及一种pc/abs合金及其制备方法。
背景技术：
：pc/abs合金，是由聚碳酸酯(pc)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)共混而成的复合材料，结合了两种材料的优异特性，既有abs的成型性、流动性及耐化学性，又有pc的机械性、高冲击强度、高热变形温度等性质，颜色是无透明颗粒，被广泛地应用在电视机、变压器、商务机器、通信器材等领域。然而，现今电子、通信设备的广泛使用造成电磁辐射污染，不仅干扰电子设备对效率产生不利影响以及设备的能耗，导致工艺突然故障，同时还影响到人类的健康。导电材料由于其高导电性，常被用作电磁干扰屏蔽材料。其中金属具有高电导性是首选填料，但是它存在一些不可避免的缺点，如低柔韧性、腐蚀性差。导电炭黑、不锈钢纤维、碳纳米管也是常用的填料，但是由于导电炭黑呈黑色且添加量大，不锈钢纤维熔融共混时机器磨损严重，碳纳米管屏蔽效能低等不足；使得应用领域受限。石墨烯的体积电阻率低于铜、银等高导电金属，具有很强的电磁波反射能力。同时，在电磁场作用下石墨烯能引起介电吸收损耗，且表面的晶格缺陷又增强了这种介电极化效应，使石墨烯具有更强的吸收损耗。但是，将石墨烯单独作为填料直接用于树脂、陶瓷制备的电磁屏蔽复合材料柔韧性差，而且石墨烯团聚问题也限制了电磁屏蔽性能的提高。因此，开发一种具有优异的电磁屏蔽效能，同时保证材料本身优良性能的pc/abs合金是亟待解决的问题。技术实现要素：有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种pc/abs合金及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：pc/abs合金，包括以下原料：pc树脂，abs树脂，电磁屏蔽填料，相容剂，抗氧化剂，阻燃剂。pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂50-65份，abs树脂15-45份，电磁屏蔽填料10-20份，相容剂0.5-1份，抗氧剂0.5-1份，阻燃剂0.5-1份。优选的，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。优选的，所述抗氧化剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺和/或抗氧剂1076。优选的，所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)和/或红磷；进一步优选的，所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)和红磷按质量比为(1-5):1的混合物。优选的，所述电磁屏蔽填料为石墨烯纳米纤维和/或硅包金属氧化物纳米材料；进一步优选的，所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料。优选的，所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到10wt％-50wt％乙醇水溶液中，所述纳米金属氧化物与10wt％-50wt％乙醇水溶液质量比为(0.5-5):50，超声5-20min；再滴加18wt％-25wt％氨水溶液，所述18wt％-25wt％氨水溶液与10wt％-50wt％乙醇水溶液质量比为(1-2):50，超声20-60min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，所述正硅酸乙酯与10wt％-50wt％乙醇水溶液的质量比为(0.1-1):50，转速300-600rpm搅拌10-20h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤1-3次，在50-100℃下烘干，即得；所述超声频率20khz-25khz，输出功率为500w-800w。优选的，所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍、纳米三氧化二铁、纳米氧化铜中的至少一种。所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍和纳米三氧化二铁按质量比为(1-3):1的混合物。本发明还公开了上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为225-245℃，二区温度为240-255℃，三区温度为250-260℃，四区温度为255-270℃，五区温度为260-275℃，六区温度为260-275℃，七区温度为255-270℃，八区温度为255-265℃，九区温度为255-265℃，十区温度为255-265℃，螺杆转速为250-550r/min。本发明通过二氧化硅包覆纳米金属氧化物，使电磁屏蔽填料均匀分散在pc/abs合金材料中，一方面，增加了有效表面积，从而增强合金的介电性能与铁电性能，电磁辐射的吸收损耗大大增加；另一方面，包覆的二氧化硅壳体作为界面，使电磁辐射在这些界面上被多次反射与散射，进一步增加了电磁辐射的损耗。此外，当硅包金属氧化物纳米材料中纳米金属氧化物选择纳米氧化镍时，pc/abs合金的抗紫外性能增强，取得了意料之外的技术效果。进一步，本发明将纳米氧化镍和纳米三氧化二铁二者复配作为纳米金属氧化物，协同增效，电磁屏蔽性能与抗紫外性能都得到了提高，取得了1+1＞2的综合效果。本发明的有益效果：本发明的pc/abs合金具有良好的电磁屏蔽性能与抗紫外性能，制备方法简便，生产效率高，有利于普遍推广应用。采用硅包金属氧化物纳米材料，增加了电磁屏蔽填料的有效表面积，同时包覆的二氧化硅壳体作为界面，使电磁辐射在这些界面上被多次反射、散射，提升了pc/abs合金材料的电磁屏蔽效能。此外，当硅包金属氧化物纳米材料中纳米金属氧化物选择纳米氧化镍时，pc/abs合金的抗紫外性能增强，取得了意料之外的技术效果。进一步，本发明将纳米氧化镍和纳米三氧化二铁二者复配作为纳米金属氧化物，协同增效，电磁屏蔽性能与抗紫外性能均得到了提高。具体实施方式实施例中原料介绍如下：pc树脂，购于东莞万基塑胶原料有限公司，牌号ir2200。abs树脂，购于东莞禾一塑胶原料有限公司，牌号hh-112。3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷：cas号：2530-83-8；购于上海迈瑞尔。n-环己基-n'-苯基对苯二胺：cas号：6683-19-8；购于杭州杰恒。抗氧剂1076：cas号：2082-79-3；购于合肥天健。双酚a-双(二苯基磷酸酯)：cas号：181028-79-5；购于上海皋翔化工。红磷：cas号：7723-14-0；购于上海阿拉丁。正硅酸乙酯：cas号：78-10-4；购于上海卓锐。纳米氧化镍：cas号：1313-99-1；购于上海阿拉丁，粒径＜30nm。纳米三氧化二铁：cas号：1309-37-1；购于西格玛奥德里奇(上海)，粒径＜50nm。石墨烯纳米纤维：购于福斯曼科技(北京)；比表面积(m2/g)：70-250，10-160nm，长度：<1000μm。实施例1一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为石墨烯纳米纤维；上述pc/abs合金的制备方法如下：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。实施例2一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料；所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到20wt％乙醇水溶液中，纳米金属氧化物与20wt％乙醇水溶液质量比为0.8:50，超声10min；再滴加20wt％氨水溶液，20wt％氨水溶液与20wt％乙醇水溶液质量比为1.4:50，超声40min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，正硅酸乙酯与20wt％乙醇水溶液质量为0.4:50，转速500rpm搅拌18.5h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤2次，在82℃下烘干12h，即得；所述超声频率20khz，输出功率为600w；所述纳米金属氧化物为纳米三氧化二铁。上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。实施例3一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料；所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到20wt％乙醇水溶液中，纳米金属氧化物与20wt％乙醇水溶液质量比为0.8:50，超声10min；再滴加20wt％氨水溶液，20wt％氨水溶液与20wt％乙醇水溶液质量比为1.4:50，超声40min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，正硅酸乙酯与20wt％乙醇水溶液质量为0.4:50，转速500rpm搅拌18.5h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤2次，在82℃下烘干12h，即得；所述超声频率20khz，输出功率为600w；所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍。上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。实施例4一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料；所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到20wt％乙醇水溶液中，纳米金属氧化物与20wt％乙醇水溶液质量比为0.8:50，超声10min；再滴加20wt％氨水溶液，20wt％氨水溶液与20wt％乙醇水溶液质量比为1.4:50，超声40min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，正硅酸乙酯与20wt％乙醇水溶液质量为0.4:50，转速500rpm搅拌18.5h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤2次，在82℃下烘干12h，即得；所述超声频率20khz，输出功率为600w；所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍和纳米三氧化二铁按质量比为2:1的混合物。实施例4的pc/abs合金测试结果为色差δe值：3.2。上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。实施例5一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为红磷。所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料；所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到20wt％乙醇水溶液中，纳米金属氧化物与20wt％乙醇水溶液质量比为0.8:50，超声10min；再滴加20wt％氨水溶液，20wt％氨水溶液与20wt％乙醇水溶液质量比为1.4:50，超声40min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，正硅酸乙酯与20wt％乙醇水溶液质量为0.4:50，转速500rpm搅拌18.5h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤2次，在82℃下烘干12h，即得；所述超声频率20khz，输出功率为600w；所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍和纳米三氧化二铁按质量比为2:1的混合物。上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。实施例6一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)和红磷按质量比为1:1的混合物。所述电磁屏蔽填料为硅包金属氧化物纳米材料；所述硅包金属氧化物纳米材料由以下方法制备而成：将纳米金属氧化物加入到20wt％乙醇水溶液中，纳米金属氧化物与20wt％乙醇水溶液质量比为0.8:50，超声10min；再滴加20wt％氨水溶液，20wt％氨水溶液与20wt％乙醇水溶液质量比为1.4:50，超声40min；将正硅酸乙酯滴加至上述混合溶液中，正硅酸乙酯与20wt％乙醇水溶液质量为0.4:50，转速500rpm搅拌18.5h；最后，离心、过滤，用乙醇洗涤2次，在82℃下烘干12h，即得；所述超声频率20khz，输出功率为600w；所述纳米金属氧化物为纳米氧化镍和纳米三氧化二铁按质量比为2:1的混合物。上述pc/abs合金制备方法，包括以下步骤：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。对比例1一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为纳米氧化镍。对比例1的pc/abs合金测试结果为电磁屏蔽效能：19.4db。上述pc/abs合金的制备方法如下：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。对比例2一种pc/abs合金，包括以下重量份的原料：pc树脂60份，abs树脂40份，电磁屏蔽填料18份，相容剂0.8份，抗氧剂0.6份，阻燃剂0.6份。其中，所述相容剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述抗氧剂为n-环己基-n'-苯基对苯二胺；所述阻燃剂为双酚a-双(二苯基磷酸酯)；所述电磁屏蔽填料为纳米三氧化二铁。对比例2的pc/abs合金测试结果为电磁屏蔽效能：18.6db。上述pc/abs合金的制备方法如下：按配方将pc树脂、abs树脂、电磁屏蔽填料、相容剂、抗氧剂、阻燃剂混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出造粒，即得；其中，双螺杆挤出机的具体工艺参数为：一区温度为235℃，二区温度为245℃，三区温度为255℃，四区温度为260℃，五区温度为270℃，六区温度为270℃，七区温度为265℃，八区温度为260℃，九区温度为260℃，十区温度为260℃，螺杆转速为350r/min。测试例1电磁屏蔽测试按照同轴法，使用矢量网格分析仪(e8363b安捷伦科技有限公司)测试实施例及对比例在40hz～110mhz低频范围内的电磁屏蔽效能(emise)。将pc/abs合金材料颗粒注塑成型，尺寸为内径3mm、外径7mm、厚度2mm的圆环形试样。表1电磁屏蔽测试结果实施例电磁屏蔽效能(db)实施例124.3实施例234.1实施例335.8实施例439.5从表1可知，采用本发明硅包金属氧化物纳米材料复配制备的pc/abs合金，其电磁屏蔽效能优于采用石墨烯纳米纤维制备的pc/abs合金的电磁屏蔽效能。原因在于：本发明通过二氧化硅包覆纳米金属氧化物，使电磁屏蔽填料均匀分散在pc/abs合金材料中，一方面，增加了有效表面积，从而增强合金的介电性能与铁电性能，电磁辐射的吸收损耗大大增加；另一方面，包覆的二氧化硅壳体作为界面，使电磁辐射在这些界面上被多次反射与散射，进一步增加了电磁辐射的损耗。测试例2抗紫外性能测试根据氙灯加速老化实验标准saej2412，对实施例及对比例制备的pc/abs合金进行测试。能量值：600kj/m2，测量色差δe值。表2色差δe值测试结果实施例δe值实施例14.4实施例33.0对比例13.9从表2可知，采用本发明的硅包金属氧化物纳米材料制备的pc/abs合金，所述金属氧化物为纳米氧化镍时，抗紫外性能显著提高，实施例3的色差δe值小于实施例1与对比例1。测试例3力学性能测试根据《gb/t1040.2-2006塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的实验条件》规定，对对实施例1-4的材料力学性能进行测试。测试仪器为5566台式电子万能材料试验机。试样尺寸依规定中的要求注塑成型。表3缺口冲击强度测试实施例缺口冲击强度(j/m)实施例187.2实施例2103.5实施例3106.1实施例4109.3测试例4阻燃性能测试测试指标为极限氧指数，采用sh5706型塑料燃烧氧指数测定仪(广州信禾电子设备有限公司)，根据实验标准gb/t2406-2009对实施例4-6制备的pc/abs合金进行测试。表4阻燃性能测试表实施例极限氧指数(％)实施例428.1实施例526.8实施例632.2以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
技术领域：
中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。当前第1页12