專利名稱：：低氣味、低總碳散發(fā)的pc/abs合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種低氣味、低總碳散發(fā)的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金(PC/ABS合金)材料的制備，可用于對氣味和總碳散發(fā)性能有較高要求的車用制件、家電制件等，屬于高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景聚碳酸酷(PC)透明度好，耐熱性高，光穩(wěn)定性好，尺寸穩(wěn)定性好，是韌性最好的工程塑料，但是它對缺口敏感，產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大，熔融粘度高，流動性差，成型困難。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂(ABS)是一種具有優(yōu)良的耐沖擊性能和良好的成型加工性能的通用熱塑性樹脂，它具有較高的性能/價格比，易于電鍍、機(jī)械加工，尺寸穩(wěn)定性好，但其耐熱性和耐候性差。以PC和ABS樹脂為主要原料的共混合金是一種重要的工程塑料合金，這種合金材料綜合了PC和ABS的優(yōu)良性能，具有良好的成型流動性能，可用于成型大面積或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，具有良好的耐低溫沖擊性能，較高的熱變形溫度及良好的光穩(wěn)定性，因此被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、家用電器、電器儀表工業(yè)和機(jī)械工業(yè)中。由于PC/ABS合金中的ABS樹脂主要采用乳液接枝-本體摻混的方法來制備，樹脂中小分子雜質(zhì)較多，氣味比較難聞，總碳散發(fā)較高。此外由于PC與ABS之間相容性較差，在PC/ABS合金的制備過程中必須添加各種相容劑，如SMA、MBS、ABS-g-MAH(ABS接枝馬來酸酐)或PP-g-MAH(聚丙烯接枝馬來酸酐)等等，這些材料都會不同程度地釋放出難聞的氣味，并且使得PC/ABS合金的總碳散發(fā)較高。特別是對于由PC/ABS合金材料制成的各種汽車內(nèi)飾制件來說，這一問題己受到了消費(fèi)者越來越多的質(zhì)疑。而且，隨著人們環(huán)保健康意識不斷地增強(qiáng)，PC/ABS合金材料在這一方面所受到的挑戰(zhàn)將會越來越嚴(yán)重。為此，為了進(jìn)一步拓展PC/ABS合金材料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，必須尋找到一個有效途徑以制備出低氣味、甚至無氣味低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料。關(guān)于如何降低高分子材料中所釋放出的氣味問題人們做了很多工作?；痉椒òɑ瘜W(xué)反應(yīng)及物理吸附兩大類?；瘜W(xué)反應(yīng)方法是指在材料配方當(dāng)中加入能和這些釋放出氣味的小分子反應(yīng)的添加劑，通過這些添加劑和小分子之間的反應(yīng)產(chǎn)生分子量較大、在正常使用熱環(huán)境下，如小于10(TC，不會從材料中揮發(fā)出來產(chǎn)生異味的另一種化合物，從而達(dá)到消除異味的效果。雖然這種方法所涉及的反應(yīng)極其復(fù)雜，但由于這種方法理論上可以控制不影響材料的其他性能，因此近年來逐步引起了人們的興趣。如Eichenauer等在USP6，297，307中介紹了一種氣味改進(jìn)了的PC/ABS合金模塑物。通過在模塑物中添加一種氧化鋅、氧化鎂及至少一種環(huán)氧化合物的混合物，這種PC/ABS合金模塑物的氣味得到了改進(jìn)。然而，通過實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)這種混合物的添加對PC/ABS合金材料的基本物理力學(xué)性能，特別是材料的沖擊性能影響很大，因此不具備很大的實(shí)用價值。而傳統(tǒng)的物理吸附方法通常是指采用活性炭作為吸附劑，通過活性炭中的微孔對高分子材料中釋放出氣味的小分子起到吸附作用，從而降低材料的氣味。由于活性炭自身為黑色的顏色，所以只能局限在黑色材料中使用。并且，活性炭的添加量對材料的力學(xué)性能影響極大。同時，由于活性炭中的微孔孔徑大小分布非常不均，差異極大，最大的孔徑大到1000埃左右，因此往往同時將共混體系中的其他中小分子甚至部分鏈段都一起吸附了，這樣又影響了材料的其他熱力學(xué)性能。因此，這種方法實(shí)用價值也不大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種在實(shí)際生產(chǎn)中能夠簡單有效地改善PC/ABS合金材料氣味和總碳散發(fā)的方法。本發(fā)明涉及一種使用氣味母粒制備低氣味、低總碳散發(fā)PC/ABS合金材料的方法，更具體的是涉及通過將能有效抑制PC/ABS合金材料中難聞氣味的氣味抑制劑與基體樹脂先制成高濃度的氣味母粒，然后密封，最后在PC/ABS合金材料成型時再與其混合均勻成型，從而制備出低氣味的PC/ABS合金材料的方法。這種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料按以下重量配比的原料配制(％)聚碳酸酯5080ABS/PP接枝物1045氣味母粒0.15.0抗氧劑0.11.0潤滑劑0.11.0其他助劑05.0組成中所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂的分子量為1000030000。本發(fā)明的聚碳酸酯樹脂是已知的并且可以通過多個商業(yè)來源獲得。所述的ABS/PP接枝物由以下重量配比的原料制成ABS5070%，聚丙烯(PP)2040先，馬來酸酐(MAH)120/0，引發(fā)劑O.081.2%，硬脂酸0.30.6;所述的ABS樹脂可以為具有不同耐熱、不同抗沖擊性能的通用ABS，一般控制橡膠含量為530°/。(重量分?jǐn)?shù))，丙烯腈含量為1030%(重量分?jǐn)?shù))，苯乙烯含量為4070%(重量分?jǐn)?shù))。所述的聚丙烯(PP)為均聚PP、嵌段共聚PP或無規(guī)共聚PP;所述的引發(fā)劑采用過氧化二異丙苯(DCP)或2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己烷。所述ABS/PP接枝物的制備方法如下(1)按重量配比稱取原料；(2)將ABS、PP、馬來酸酐(MAH)、引發(fā)劑、硬脂酸均勻混合后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，造粒待用。加工工藝如下一區(qū)溫度17019(廣C，二區(qū)溫度180200。C，三區(qū)溫度度18020(TC，四區(qū)溫度170L90。C;停留時間為13分鐘，壓力為1218MPa。所述的氣味母粒按以下重量配比的原料配制成ABS207()%，氣味抑制劑3080%。所述的ABS樹脂可以為具有不同耐熱、不同抗沖擊性能的通用ABS樹脂，對生產(chǎn)公司無嚴(yán)格及品種無嚴(yán)格要求。工業(yè)生產(chǎn)上一般控制橡膠含量為530%(重量分?jǐn)?shù))，丙烯腈含量為1030%(重量分?jǐn)?shù))，苯乙烯含量為4070%(重量分?jǐn)?shù))。所述的氣味抑制劑為一種細(xì)孔硅膠材料，具體為粉體粒徑要求大于200目，微孔孔徑要求為20-30埃的二氧化硅多孔粉體材料。所述氣味母粒的制備方法如下(1)按重量配比秤取原料；(2)將ABS樹脂和氣味抑制劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)200210。C，二區(qū)210220。C，三區(qū)210220。C，四區(qū)205215°C;停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。(4)將制備好的氣味母粒用鋁箔真空密封，待用。所述的抗氧劑為四[P-(3，5-二特丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基酚)亞磷酸酯；所述的潤滑劑為N，N'-乙撐雙硬脂酰胺(EBS);所述的其它助劑可以是加工助劑、阻燃劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、增韌劑、著色劑等。這種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料的制備方法如下(1)按重量配比秤取原料；(2)將聚碳酸酯、ABS/PP接枝物、抗氧劑、潤滑劑及其他添加劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒得到PC/ABS合金材料，其工藝為一區(qū)200210°C，二區(qū)210220°C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215°C;停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。(4)在PC/ABS合金材料成型前，再把前面制備好的氣味母粒與PC/ABS合金材料混合均勻一起成型。這種工藝方法其特點(diǎn)在于，先將氣味抑制劑與基體樹脂制成高濃度的氣味母粒并密封，從而避免氣味抑制劑在加工之前吸入水分，影響材料的成型加工和氣味吸附效果。而在材料成型加工時把氣味母粒與材料混合均勻，通過成型加工時基體材料與氣味母粒的熔融混合將氣味抑制劑均勻地分散到材料當(dāng)中，從而發(fā)揮氣味抑制劑對材料中氣味小分子的吸附效果，達(dá)到去除氣味的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明使用了有效的氣味去除體系，所制得復(fù)合材料具有低氣味的特性。2、本發(fā)明所制得的低氣味的PC/ABS合金復(fù)合材料在保證材料低氣味特性的同時，材料的成型加工不受任何影響。3、發(fā)明所制得的低氣味的PC/ABS合金復(fù)合材料在保證材料低氣味特性的同時，材料的各項物理力學(xué)性能優(yōu)異。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明在實(shí)施例及對比例復(fù)合材料配方中，聚碳酸酯為GE公司生產(chǎn)的Lexan141，ABS為BASF公司生產(chǎn)的GP22，相容劑ABS/PP接枝物(PP-g-MAH)自制，PP為揚(yáng)子石化公司生產(chǎn)的S700，引發(fā)劑采用過氧化二異丙苯(DCP)。主抗氧劑為四[3-(3，5-二特丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，瑞士Ciba公司產(chǎn)，商品牌號為Irganox1010，輔助抗氧劑為三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯，瑞士Ciba公司產(chǎn)，商品牌號為Irganox168。潤滑劑為N，N，-乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。PP-g-MAH的制備將ABS700/0、PP30%、馬來酸酐(MAH)1.5%、引發(fā)劑1%、硬脂酸O.4%在高速混合器中干混35分鐘后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出，造粒待用。加工工藝如下一區(qū)溫度17019(TC，二區(qū)溫度180200。C，三區(qū)溫度度18020(TC，四區(qū)溫度170190°C;停留時間為13分鐘，壓力為1218MPa。母粒的制備將ABS60y。、分子篩40%在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，鋁箔真空密封，待用，其擠出工藝為一區(qū)200210。C，二區(qū)210220。C，三區(qū)210220°C，四區(qū)205215。C;停留時間為12分鐘，壓力為12--18MPa。PC/ABS合金材料的制備將聚碳酸酯、ABS/PP接枝物、抗氧劑、潤滑劑及其他添加劑在高速混合器中干混35分鐘，再在雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)22023(TC，二區(qū)230240°C，三區(qū)230240。C，四區(qū)215225。C;停留時間為12分鐘，壓力為810MPa。性能評價方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能測試按ISO527-2進(jìn)行，試樣尺寸為150*10*4mm，拉伸速度為50mm/min;彎曲性能測試按ISO178進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，彎曲速度為2mm/min，跨距為64mm;簡支梁沖擊強(qiáng)度按IS0179進(jìn)行，試樣尺寸為80*6*4mm，缺口深度為試樣厚度的三分之一；維卡軟化點(diǎn)溫度按ISO306進(jìn)行，試樣尺寸為10*10*4咖，載荷為5Kg;材料的氣味特性按德國大眾汽車公司PV3900進(jìn)行測試，試樣重量為4(T60g，容器容量大小為1升；材料有機(jī)化合物揮發(fā)性按自定義標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，試樣重量為10，放置溫度為10(TC，放置時間為16小時；材料的總碳散發(fā)特性按德國大眾汽車公司PV3341，用毛細(xì)管氣相色譜儀進(jìn)行測試，試樣為lg粒料。材料的綜合力學(xué)性能通過測試所得的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率，彎曲模量，熱變性溫度以及沖擊強(qiáng)度的數(shù)值進(jìn)行評判；材料的氣味特性根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分為l級無氣味，2級有氣味，但無干擾性氣味，3級有明顯氣味，但無干擾性氣味，4級有干擾性氣味，5級有強(qiáng)烈干擾性氣味，6級有不能忍受的氣味；材料總碳散發(fā)量根據(jù)公式總碳散發(fā)量Ef(試樣得到的總峰值面積-峰值面積空白值)/丙酮鑒定的鑒定系數(shù)KX2X0.6204，單位為UgC/g(即每g試樣揮發(fā)Pg碳)，計算所得的數(shù)值越高表示材料總碳揮發(fā)越大，反之則越小。實(shí)施例1-4及對比例1-2實(shí)驗配方及各項性能測試結(jié)果見下各表表1實(shí)施例1-4及對比例1、2材料配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>各配方的測試結(jié)果如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從實(shí)施例l、2與對比例1的對比可以看出，對于不同的PC和ABS/PP接枝物的配比變化，以母粒形式添加的氣味吸附體系確實(shí)可以顯著降低PC/ABS合金材料的氣味和總碳散發(fā)，這說明氣味母粒對不同的PC和ABS配比的合金均具有良好的氣味和總碳散發(fā)吸附效果。同時從實(shí)施例l-4及對比例1、2的材料力學(xué)性能對比中也可以看出氣味母粒的添加量控制在2%重量份時最為適宜。此時，材料不僅具備更好的氣味和總碳散發(fā)性能，同時材料的基本物理力學(xué)性能和熱力學(xué)性能也能較好地保持。權(quán)利要求1.一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，由以下重量配比的原料配制成(％)聚碳酸酯50～80ABS/PP接枝物10～45氣味母粒0.1～5.0抗氧劑0.1～1.0潤滑劑0.1～1.0其他助劑0～5.0。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的聚碳酸酯為分子量為1000030000的雙酚A型聚碳酸酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的ABS/PP接枝物由以下重量配比的原料制成ABS5070%，聚丙烯(PP)20400/0，馬來酸酐(MAH)12%，引發(fā)劑0.081.2%，硬脂酸O.30.6。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的ABS樹脂為具有不同耐熱、不同抗沖擊性能的通用ABS，一般控制橡膠含量為530%(重量分?jǐn)?shù))，丙烯腈含量為1030%(重量分?jǐn)?shù))，苯乙烯含量為4070%(重量分?jǐn)?shù))。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的ABS/PP接枝物中的聚丙烯(PP)為均聚PP、嵌段共聚PP或無規(guī)共聚PP。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的ABS/PP接枝物中的引發(fā)劑采用過氧化二異丙苯(DCP)或2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己垸。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的ABS/PP接枝物中的制備方法如下(1)按重量配比稱取原料；(2)將ABS、PP、馬來酸酐(MAH)、引發(fā)劑、硬脂酸均勻混合后進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，造粒待用；加工工藝如下一區(qū)溫度170190t:，二區(qū)溫度18020(TC，三區(qū)溫度度180200。C，四區(qū)溫度170190。C;停留時間為13分鐘，壓力為1218MPa。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的氣味母粒按以下重量配比的原料配制成:ABS2070%，氣味抑制劑3080%。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的氣味抑制劑為一種細(xì)孔硅膠材料，具體為粉體粒徑要求大于200目，微孔孔徑要求為20-30埃的二氧化硅多孔粉體材料。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述氣味母粒的制備方法如下(1)按重量配比秤取原料；(2)將ABS樹脂和氣味抑制劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒，其工藝為一區(qū)200210。C，二區(qū)210220。C，三區(qū)21022(TC，四區(qū)205215。C;停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。(4)制備好的氣味母粒用鋁箔真空密封，待用。11.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的抗氧劑為四[P-(3，5-二特丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯。12.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特輝在于所述的潤滑劑為N，N，-乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于所述的其它助劑可以是加工助劑、阻燃劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、增韌劑、著色劑等。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其特征在于，制備方法如下(1)按重量配比秤取原料；(2)將聚碳酸酯、ABS/PP接枝物、抗氧劑、潤滑劑及其他添加劑在高速混合器中干混35分鐘；(3)將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中經(jīng)熔融擠出，造粒得到PC/ABS合金材料，其工藝為一區(qū)200210°C，二區(qū)210220°C，三區(qū)210220。C，四區(qū)2Q5215。C;停留時間為12分鐘，壓力為1218MPa。(4)在PC/ABS合金材料成型前，再把制備好的氣味母粒與PC/ABS合金材料混合均勻一起成型。全文摘要本發(fā)明涉及一種低氣味、低總碳散發(fā)的PC/ABS合金材料，其組成(重量％)為聚碳酸酯50～80％，ABS/PP接枝物10～45％，氣味母粒0.1～5.0％，抗氧劑0.1～1.0％，潤滑劑0.1～1.0％，其他助劑0～5.0％。該方法中氣味母粒的組成(重量％)為基體樹脂ABS20-70％，氣味抑制劑30-80％。其制備方法是先將基體樹脂、氣味抑制劑置于雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)熔融擠出、造粒制成高濃度的氣味母粒，最后在PC/ABS合金材料成型時，再將其與合金材料混合均勻一起成型。該方法具有使得復(fù)合材料成型加工不受任何影響、各項物理化學(xué)綜合性能優(yōu)異、氣味特性優(yōu)良等特點(diǎn)。文檔編號C08L69/00GK101210106SQ200610148848公開日2008年7月2日申請日期2006年12月30日優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日發(fā)明者文周,鷹張,張祥福申請人:上海普利特復(fù)合材料有限公司