一种高冲击高密度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，尤其涉及一种高冲击高密度PC/ABS合金及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯是一种具有良好冲击韧性，耐热性，尺寸稳定性和光稳定性的应用较广 泛的工程塑料。但是其具有对缺口敏感，产品内应力大，熔融粘度高，流动性差，成型较困难 的缺陷。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS)树脂是一种具有优良的耐冲击性能和良好 的成型加工性能的通用型塑性树脂，且具有较高的性能价格比，易于电镀，尺寸稳定性好的 特性，但亦存在耐候性和耐热性差之缺陷。
[0003] 利用相容剂技术制备的PC/ABS共混物，即PC/ABS合金是一种重要的工程塑料合 金，这种合金具有良好的机械性能和加工成型性能，使之应用领域更具广泛。通常PC/ABS 合金的密度为1. 10?I. 25g/cm3。然而在一些使用PC/ABS合金做成制件，且要求具有高的 冲击和高的密度（>1.35g/cm3)的场合，通常的PC/ABS合金就不能满足使用需求。通过 添加无机填料于PC/ABS合金中，虽然可以提高其密度，但材料冲击强度急剧下降。
[0004] 申请号为200910198009. 7的专利提到使用3?8%比例的滑石粉来改善阻燃PC/ ABS的刚性，但未探讨其对密度的具体影响和效果。申请号为00817689. 2的专利提到了在 阻燃PC/ABS中添加滑石粉可提高材料的耐应力开裂和刚性，但是该专利亦未公开组分对 材料密度的影响；申请号为201310523104.6公开一种添加了矿物填料的PC/ABS合金，其 目的是获得质轻、耐热、加工性能好的合金，并未公开矿物填料的选择对冲击性能和密度的 对应影响。目前为止现有技术中尚未存在通过调整组分配方来制备一种高密度高冲击PC/ ABS的合金材料，即现有技术中的PC/ABS合金材料仍无法满足特殊制件的高冲击高密度的 要求，这很大程度地限制了PC/ABS合金在各个领域中的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高冲击高密度PC/ABS合金，该 合金具有良好的冲击韧性和加工流动性，同时具有较高的密度；本发明提供的PC/ABS合金 材料可满足一些特别物件中对PC/ABS合金材料的高冲击性能和高密度的要求。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述PC/ABS合金的制备方法。
[0007] -种高冲击高密度PC/ABS合金，所述PC/ABS合金按重量百分比由以下原料组 成： 聚碳酸酯 45?55% 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 15?30% ABS马来酸酐接枝物 3?5% 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物 3?5% 颜料级硫酸钡 15?25% 润滑剂 0? 3?0? 8% 抗氧剂 0? 2?0? 4% ; 其中，所述颜料级硫酸钡的目数为8000?12000目。
[0008] 发明人在实验过程中发现虽然可以在PC/ABS合金中添加填料来提高合金材料的 密度，但是填料的添加通常会导致合金的冲击韧性降低；本发明中发明人选用添加硫酸钡 至PC/ABS合金中，而发明人又发现硫酸钡的粒径会显著影响到其在组合物中的分散性能， 进而影响到产品的冲击性能；为获得具有高冲击韧性的PC/ABS合金材料，对硫酸钡的粒 径有严格要求，发明人经过大量的尝试及创造性劳动发现，当硫酸钡的目数选择在8000? 12000之间时，制备得到的PC/ABS合金的密度不仅可以达到I. 35g/cm3以上，还具有较高的 冲击韧性，能够同时满足制件对高冲击高密度PC/ABS合金材料的要求。
[0009] 在本发明中，为进一步促进硫酸钡填料在体系间的分布和分散，并使各组分起到 最佳的相容效果和增韧效果，发明人发现使用复合相容剂即马来酸酐接枝物和MBS，能够使 得PC/ABS合金材料的综合性能得到整体提升，从而得到具有高冲击高密度和良好加工性 能的PC/ABS合金材料。
[0010] 优选地，所述ABS马来酸酐接枝物的接枝率为1. 2?1. 5%，在220°C，IOKg条件下 的熔融指数为1. 5?2. 5g/10min。
[0011] 优选地，所述甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物的粉末堆密度为 0? 42±0.lg/cc，挥发物含量〈1. 0%。
[0012] 颜料级硫酸钡比普通的硫酸钡具有更小的粒径及更窄分布，但通常作为颜料本身 使用，甚少作为改善机械性能的矿物原料。而发明人在实验过程中发现硫酸钡的粒径大小， 与PC/ABS合金的冲击强度有密切关系。当硫酸钡的目数小于8000目时制备得到的PC/ABS 合金的缺口冲击强度较差，而当硫酸钡的目数大于12000目时则因粒径太细，导致硫酸钡 在物料中分散不均匀，从而达不到提高PC/ABS合金的缺口冲击强度的作用。
[0013] 进一步优选地，所述颜料级硫酸钡为沉淀硫酸钡，所述沉淀硫酸钡的密度为 4. 3 ?4. 5g/cm3。
[0014] 优选地，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，所述双酚A型聚碳酸酯的相对密度为 L18?I. 22g/cm3,在300°C，I. 2Kg条件下的熔融指数为10?20g/10min。
[0015] 优选地，所述丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物为密度为I. 05g/cm3,在220°C，IOKg 条件下的烙融指数为15?25g/10min。
[0016] 本发明中所述分散剂可以是本领域常用的分散剂，优选地，所述分散剂为季戊四 醇硬脂酸酯。
[0017] 本发明中所述抗氧剂可以是本领域常用的抗氧剂，优选地，所述抗氧剂为 [3 - (3. 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯及亚磷酸三（2. 4-二叔丁基酚）脂 中的一种或以上成分以任意比例的混合。
[0018] 上述高冲击高密度PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 51 :将聚碳酯酯在110?120°C条件下干燥4?8小时，将其它原料在80°C条件下干燥 4?8小时； 52 :将上述干燥后的各原料按配比加入到高速混合机中混合，常温搅拌10?15分钟； 53 :将混合料投入到双螺杆挤出机，由双螺杆挤出机挤出； S4 :将步骤S3挤出后的物料冷却，干燥，切粒，包装即得成品。
[0019] 优选地，步骤S3中的双螺杆挤出机的参数设置为：一区温度：180?200°C，二区 温度：210?220°C，三区温度：220?240°C，四区温度：240?260°C，五区温度：240? 260°C，六区温度：240?260°C，七区温度：235?255°C，八区温度：230?240°C，主机转速 300?450转/分钟。本发明的另一目的在于提供一种提高高密度PC/ABS合金抗冲击韧性 的方法，该方法使用目数为8000?12000目的颜料级硫酸钡作为PC/ABS合金的无机矿物 填料对PC/ABS合金进行改性； 所述PC/ABS合金按重量百分比由以下原料组成： 聚碳酸酯 45?55% 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物 15?30% ABS马来酸酐接枝物 3?5% 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物 3?5% 颜料级硫酸钡 15?25% 润滑剂 0? 3?0? 8% 抗氧剂 0? 2?0? 4%。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 本发明采用复合相容技术与高密度小粒径的颜料级硫酸钡共混改性，不仅可克服高填 充对PC/ABS合金冲击韧性下降的