一种滑石粉填充PC/ABS合金材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及一种滑石粉填充pc/abs合金材料及其制备方法与应用，属于高分子材料。

背景技术：

1、聚碳酸酯(pc)是一种综合性能优良的工程塑料，其具有耐热优异，尺寸稳定性佳，韧性好等优点，被广泛应用于家用电器、医疗器械、汽车零部件等。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)是一种无定型材料，其综合了三种单体的性能，具有良好的低温抗冲击性能、耐化学药品性及成型加工性能，价格相对便宜，被广泛应用于汽车、家用电器等领域。而pc/abs合金材料，综合了两种材料的优良性能，改善了pc和abs各自性能上的不足，因此被广泛应用于汽车内饰件、通信设备、电子电器、家电等。

2、近年来汽车外饰件如扰流板、牌照板、激光雷达罩盖等大型塑料制件对所用材料提出具有高刚性、高耐热、低线性膨胀系数、高尺寸稳定性、良外观、易喷涂等要求。高含量滑石粉(含量≥10wt％)填充pc/abs材料虽具有高刚性、高耐热、低线性膨胀系数、高尺寸稳定性特点，但是滑石粉的碱性会导致材料加工过程中pc树脂降解，使得填充pc/abs合金材料在注塑过程中易出现银丝或料花等外观缺陷，进而导致喷涂不良，难以满足产品使用要求，从而限值了进一步的应用。

3、因此，开发高性能易喷涂滑石粉填充pc/abs合金材料具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种滑石粉填充pc/abs合金材料及其制备方法与应用，以解决现有技术中滑石粉填充pc/abs合金材料在其注塑过程中易出现银丝或料花外观缺陷及后续喷涂性能的不足的问题，具有汽车产业上的应用价值。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种滑石粉填充pc/abs合金材料，包括以下重量份组分：聚碳酸酯树脂50～70份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂10～30份，滑石粉10～20份，成型改性剂0.5～2份，增韧剂4～7份，抗氧剂0.2～0.6份；所述成型改性剂为马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物；所述马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物与滑石粉的重量比为马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物：滑石粉＝1：7～20；所述马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中马来酸酐接枝率为4.5-5.5％。

3、本发明技术方案中，在滑石粉填充pc/abs合金材料中引入成型改性剂马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物，一方面通过马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中和滑石粉的碱性，从而保护在高温注塑过程中pc树脂因碱性而引起降解，避免材料注塑过程中出现银丝或料花等外观缺陷；另一方面，由于马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物流动性高，在注塑成型过程中能够迁移至表面起到脱模效果；同时由于马来酸酐为极性基团，能够改善注塑产品表面润湿性，从而改善后道喷涂过程中与油漆润湿效果，提升喷涂性能。

4、本技术方案中，马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物与滑石粉以一定的重量比复配，使pc树脂避免被降解并使产品具有更好的外观。当该比值过低时，马来酸酐接枝聚乙烯蜡的酸性与滑石粉碱性的中和效果较差，使体系呈现碱性，从而影响高温过程中pc的降解；当该比值过高时，马来酸酐接枝聚乙烯蜡中的马来酸酐基团过多，高温注塑过程中易降解而产生银丝外观缺陷。

5、优选地，所述滑石粉填充pc/abs合金材料中，滑石粉的质量百分含量不低于10％。

6、优选地，所述滑石粉填充pc/abs合金材料中，聚碳酸酯树脂的质量百分含量不低于50％。

7、本技术发明人研究发现，引入成型改性剂马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物能够改善滑石粉填充pc/abs合金材料在注塑过程中易出现银丝或料花等外观缺陷，提升喷涂性能。更深入研究发现，马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中的马来酸酐接枝率对该效果的提升有很大的影响，当马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中的马来酸酐接枝率过低，其在产品中发挥的作用不明显，当马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中的马来酸酐接枝率过高，合金材料由于马来酸酐不耐高温易在注塑过程中产生不良外观缺陷。

8、优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中马来酸酐接枝率为4％、4.1％、4.3％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.3％、5.5％中的任意一者或两者的范围值。

9、所述马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物中马来酸酐接枝率的测试方法具体为：准确称取马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物m，至于25ml三口蒸馏瓶中，加入二甲苯，加热回流至聚合物完全溶解，冷却至70℃，确保无沉淀物出现，进而加入百里香酚蓝指示剂，立刻用0.01mol/l的koh-乙醇溶液进行滴定，到终点后再加入定亮的碱液，使用0.01mol/l的盐酸-异丙醇溶液反滴至终点。按下式计算接枝率:

10、接枝率(％)＝9.806(v1c1-v2c2)/2m

11、式中：c1——koh-乙醇标准溶液浓度，mol/l；c2——盐酸-异丙醇标准溶液浓度，mol/l；v1——加入过量koh-乙醇标准溶液的体积，ml；v2——反滴定中和碱所消耗的盐酸-异丙醇标准溶液体积，ml；m——马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物的质量。

12、此外，经过发明人实验验证，所述马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物基于实际使用需求可以采用现有市售牌号作为原料制备产品。而对于相同马来酸酐接枝率，经发明人比对，不同型号或来源的马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物制备的产品性能基本相同，说明在本发明所述产品体系中，马来酸酐接枝率外的其他性质对于本发明所关注的产品的性能并无影响。

13、作为本发明所述滑石粉填充pc/abs合金材料的优选实施方式，如下(a)～(c)中的至少一项：

14、(a)所述聚碳酸酯树脂根据iso1133-2012标准，在300℃，1.2kg负荷下，熔体质量流动速率为5～30g/10min；

15、(b)所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂根据iso1133-2012标准，在220℃，10kg负荷下，熔体质量流动速率为5～26g/10min；

16、(c)所述滑石粉的平均粒径为1～10μm。

17、优选地，所述聚碳酸酯树脂根据iso1133-2012标准，在300℃，1.2kg负荷下，熔体质量流动速率为10～22g/10min；所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂根据iso1133-2012标准，在220℃，10kg负荷下，熔体质量流动速率为8～20g/10min。

18、优选地，所述聚碳酸酯树脂根据iso1133-2012标准，在300℃，1.2kg负荷下，熔体质量流动速率为10g/10min、13g/10min、15g/10min、17g/10min、18g/10min、20g/10min中的任意一者或两者的范围值。

19、优选地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂根据iso1133-2012标准，在220℃，10kg负荷下，熔体质量流动速率为8g/10min、10g/10min、15g/10min、18g/10min、20g/10min中的任意一者或两者的范围值。

20、优选地，所述滑石粉的平均粒径为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm中的任意一者或两者的范围值。

21、聚碳酸酯树脂作为本发明产品中占比量较多的基体树脂，其流动性对产品的耐热性、加工性能均有影响。经验证，当本发明产品中的聚碳酸酯树脂的熔体流动速率为5～30g/10min时，制备得到的产品可获得较好的耐热性能和加工性能，更优选地，当产品中的聚碳酸酯树脂的熔体流动速率为10～22g/10min时，制备得到的产品可获得更佳的耐热性能和加工性能；与聚碳酸酯树脂相似，产品中的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的流动性也会对产品的加工性能和力学性能有所影响，当丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的熔体流动速率过低，产品的加工性能变低；当丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂的熔体流动速率过高，产品的综合性能如耐热、冲击韧性下降。此外，滑石粉的平均粒径对产品的外观及力学性能有所影响，当滑石粉的平均粒径低于1μm，其易团聚影响产品外观及性能；当滑石粉的平均粒径高于10μm，产品的抗冲击性能下降。

22、作为本发明所述滑石粉填充pc/abs合金材料的优选实施方式，所述增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类聚合物、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的至少一种。

23、作为本发明所述滑石粉填充pc/abs合金材料的优选实施方式，所述抗氧化剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。

24、本发明还提供所述滑石粉填充pc/abs合金材料的制备方法，包括以下步骤：

25、(1)称取滑石粉填充pc/abs合金材料中的各组分，混合均匀得预混物料；

26、(2)将步骤(1)所得的预混物料加入双螺杆挤出机中，经过熔融挤出造粒，得到滑石粉填充pc/abs合金材料。

27、作为本发明所述滑石粉填充pc/abs合金材料的制备方法，所述步骤(2)中的熔融挤出的工艺条件为：进料段温度为180-220℃，塑化段温度为230-250℃，均化段温度为250-270℃，螺杆转述为300-600rpm。

28、本发明还提供所述的滑石粉填充pc/abs合金材料在汽车领域中的应用。

29、优选地，所述滑石粉填充pc/abs合金材料在生产汽车外饰件中的应用。

30、更优选地，所述汽车外饰件包括扰流板、牌照板、激光雷达罩盖。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种滑石粉填充pc/abs合金材料，该产品通过引入成型改性剂马来酸酐接枝聚乙烯蜡聚合物，保护高温注塑过程中pc树脂不因碱性而降解，避免材料注塑过程中出现银丝或料花等外观缺陷，并能够改善注塑产品表面润湿性，提升喷涂性能；本发明的滑石粉填充pc/abs合金材料具有高耐热、高刚性、高尺寸稳定性以及优异的外观和喷涂性能，非常适合应用在制备汽车外饰件如扰流板，牌照板，激光雷达罩盖等部件中。