一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃pc/abs组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原料制成：聚碳酸酯30％?90％，含磷阻燃剂5％?25％，ABS?低温增韧改性剂一步料5％?50％，上述各原料的质量百分比之和为100％；其中，所述的ABS?低温增韧改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：ABS 50％?80％，低温增韧改性剂20％?50％。本发明所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物通过ABS材料的选择，结合ABS?低温增韧改性剂一步料的生产，与阻燃剂、PC按适当比例的在挤出机中进行改性，能显著改善PC/ABS组合物的气味及成型过程的缺陷等问题。
【专利说明】
一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物
技术领域
[0001] 本发明属于高分子改性领域，尤其是涉及一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃 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光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物， 能显著改善所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的气味及成型过程的缺 陷等问题。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0005] -种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物，由包括如下质量百分比的原 料制成：
[0006] 聚碳酸酯 30 %-90%，
[0007] 含磷阻燃剂 5%-25%，
[0008] ABS-低温增韧改性剂一步料 5%-50%，
[0009] 上述各原料的质量百分比之和为100%;
[0010] 其中，所述的ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
[0011] ABS 50 %-80%，
[0012] 低温增韧改性剂 20%_50%。
[0013] 优选的，所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量百 分比的原料制成：
[0014] 聚碳酸酯 40 %-80%，
[0015] 含磷阻燃剂 9%-20%，
[0016] ABS-低温增韧改性剂一步料 7%-40%，
[0017] 上述各原料的质量百分比之和为100%;
[0018] 其中，所述的ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成：
[0019] ABS 50 %-80%，
[0020] 低温增韧改性剂 20%-50%。
[0021]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。
[0022] 进一步，所述的ABS的粒径为0.1 um-Ium;优选的，所述的ABS的粒径为0.1 um-0·4um〇
[0023] 进一步，所述的低温增韧改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物 (MBS)或硅系增韧剂;优选的，低温增韧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。
[0024]进一步，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。
[0025]进一步，该ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0026] (1)将ABS与低温增韧改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0027] (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-低温增韧改性剂一步料。
[0028]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-低温增韧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°C，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。
[0029] 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS-低温增韧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。
[0030] 一种ABS-低温增韧改性剂一步料，由包括如下质量百分比的原料制成：
[0031] ABS 50 %-80%，
[0032] 低温增韧改性剂 20%-50%;
[0033]所述的ABS-低温增韧改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤：
[0034] (1)将ABS与低温增韧改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0035] (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-低温增韧改性剂一步料。
[0036]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-低温增韧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°C，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°(：，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。
[0037]相对于现有技术，本发明所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物具 有以下优势：
[0038] (1)本发明所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物通过ABS-低温增 韧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和低温增韧改性剂 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-低温增韧改性剂一步料，生产完的粒料需在80°C烘干4小时以上再使 用。
[0039] (2)本发明所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物选择的硅系增韧 剂能有效提尚材料的低温冲击性能。
[0040] (3)本发明所述的ABS-低温增韧改性剂一步料的制备方法能有效的将ABS和低温 增韧改性剂的小分子物质分离，特别是ABS和低温增韧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 ABS-低温增韧改性剂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 的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的阻燃性能。
[0041] (4)本发明所述的ABS-低温增韧改性剂一步料简单易得，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，制得一种低气味、高低温韧性的材料，又能提高材 料其他机械性能;材料可广泛用于汽车，冰箱，电视机等行业。
[0042] (5)本发明所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物通过ABS材料的 选择，结合ABS-低温增韧改性剂一步料的生产，然后其与阻燃剂、PC按适当比例的在挤出机 中进行改性，能显著改善所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的气味及成 型过程的缺陷等问题。
【具体实施方式】
[0043]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。
[0044] 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。
[0045] 下面结合实施例来详细说明本发明。
[0046] 实施例1
[0047] 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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-低温增韧改性剂一步料40 % ;其中，所述的ABS-低温 增韧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 · Ium-O · 4um〇
[0048] 该ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0049] (1)将ABS与低温增韧改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0050] (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-低 温增韧改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-低温增韧改性剂一步料 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-低温 增韧改性剂一步料。
[0051 ]所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS-低温增韧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。
[0052] 实施例2
[0053] 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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%，BDP 8%，ABS-低温增韧改性剂一步料12% ;其中，所述的ABS-低温 增韧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 · Ium-O · 4um〇
[0054] 该ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0055] (1)将ABS与低温增韧改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0056] (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-低 温增韧改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-低温增韧改性剂一步料 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-低温 增韧改性剂一步料。
[0057]所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS-低温增韧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。
[0058] 实施例3
[0059] 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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-低温增韧改性剂一步料25 % ;其中，所述的ABS-低温 增韧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 · Ium-O · 4um〇 [0060]该ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到：
[0061 ] (1)将ABS与低温增韧改性剂投入高混机中进行混合，得到预混料；
[0062] (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-低 温增韧改性剂一步料的质量的10%，第五段液态水的注入量为ABS-低温增韧改性剂一步料 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-低温 增韧改性剂一步料。
[0063] 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS-低温增韧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。
[0064] 对比例1
[0065] 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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%，80?19%483 24%，冊3 16%;所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000;所述的ABS的粒径为0.1 um-0.4um。
[0066] 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS、MBS均勾混合，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。
[0067] 对比例2
[0068] 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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%483 7.2%，1?3 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 · Ium-O · 4um。
[0069] 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS、MBS均勾混合，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。
[0070] 对比例3
[0071] -种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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%，80?15%483 15%，冊3 10%;所述的聚碳酸酯的分子量为25000-37000;所述的ABS的粒径为0.1 um-0.4um。
[0072] 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的制备方法，包括如下步 骤:将聚碳酸酯、含磷阻燃剂、ABS、MBS均勾混合，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。
[0073] 将所述的实施例1-3与对比例1-3制备得到高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ ABS组合物进行性能测试，性能测试方法如下：
[0074]气味评价方法:按大众标准PV3900测试；
[0075] 拉伸强度:测试标准ASTM D638,在Zwick电子万能试验机上测试；
[0076] 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;
[0077] 光泽度：测试标准ASTM D1455。
[0078] 所述的实施例1-3与对比例1-3在制备所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ ABS组合物中，均加入了的所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的质量的 〇. 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。
[0079] 表1性能测试结果(表中组分含量为质量百分比）
[0081]从表1的结果中可以看出，使用ABS-低温增韧改性剂一步料的制备方法制得的材 料，相比传统改性方法，气味等级可达到2级水平，低温冲击表现更优异，表面光泽度更好， 阻燃性能相较也更好。
[0082]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 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物的气味及成型过程的缺陷等问题。 [0083]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. 一种高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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 30 %-90%， 含磷阻燃剂 5 %-25%， ABS-低温增韧改性剂一步料 5 %-50 %， 上述各原料的质量百分比之和为100% ; 其中，所述的ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成： ABS 50 %-80%， 低温增韧改性剂 20 %-50 %。2. 根据权利要求1所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物，其特征在于： 所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物由包括如下质量百分比的原料制成： 聚碳酸酯 40 %-80%， 含磷阻燃剂 9 %-20%， ABS-低温增韧改性剂一步料 7 %-40 %， 上述各原料的质量百分比之和为100% ; 其中，所述的ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下质量百分比的原料制成： ABS 50 %-80%， 低温增韧改性剂 20 %-50 %。3. 根据权利要求1所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物，其特征在于： 所述的低温增韧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，低温增韧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所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物，其特征在于： 所述的含磷阻燃剂为双酚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。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃PC/ABS组合物， 其特征在于:该ABS-低温增韧改性剂一步料由包括如下步骤的方法制备得到： (1) 将ABS与低温增韧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-低温增韧改性剂一步料。8. 根据权利要求7所述的所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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-低温增 韧改性剂一步料的质量的5%-30% ;所述的中双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为:一区温 度180-210°C，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中任一项所述的高光泽、低气味、高低温韧性阻燃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、含磷阻燃剂、ABS-低温增韧改性剂一步料均 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-低温增韧改性剂一步料，其特征在于：由包括如下质量百分比的原料制 成： ABS 50 %-80%， 低温增韧改性剂 20 %-50 % ; 所述的ABS-低温增韧改性剂一步料的制备方法，包括如下步骤： (1) 将ABS与低温增韧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-低温增韧改性剂一步料。
【文档编号】B29C47/92GK105860480SQ201610272320
【公开日】2016年8月17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