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一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制作方法

文檔序號:12403457閱讀:312來源:國知局

本發(fā)明屬于高分子改性技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。



背景技術(shù):

聚碳酸酯(PC)是一種具有優(yōu)良物理機械性能的熱塑性工程塑料,其透明性和阻燃性優(yōu)良,具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域;但由于聚碳酸酯分子鏈剛性大,熔體粘度高,易產(chǎn)生應(yīng)力開裂,抗溶劑性差,高溫下遇水易分解等缺點,在一定程度上限制了其使用范圍。一般通過改性技術(shù),選擇合適的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)種類能降低材料的內(nèi)應(yīng)力,并提高材料的韌性;添加沖擊改善劑來改善材料的韌性,并提高PC相和ABS的相容性;過渡金屬絡(luò)合物的加入,加強各相間的結(jié)合力,提高材料的耐溶劑性能。但由于ABS和沖擊改善劑在合成時,會引入分散劑或其他助劑,制成阻燃PC/ABS組合物后,由于PC分子結(jié)構(gòu)的特點,這些小分子對材料性能是不利的,對材料的韌性和耐溶劑性能都是有負(fù)面影響的。

本發(fā)明在研究中發(fā)現(xiàn),通過ABS材料的選擇,結(jié)合ABS-增韌劑一步料的生產(chǎn),然后其與阻燃劑、過渡金屬絡(luò)合物、PC按適當(dāng)比例的在擠出機中進(jìn)行改性,可以能顯著改善阻燃PC/ABS耐溶劑和低溫下韌性。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

有鑒于此,本發(fā)明旨在提出一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物,通過過渡金屬絡(luò)合物的加入,與PC分子鏈末端的羥基或羧基形成螯合作用,提高了分子鏈間的結(jié)合力,進(jìn)一步提高了材料的耐溶劑及韌性。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:

一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:

所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下重量份的原料制成:

ABS 40-80份,

增韌劑 30-50份。

優(yōu)選的,所述的組合物由包括如下重量份的原料制成:

進(jìn)一步,所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為20000-40000;優(yōu)選的,所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為25000-37000。

進(jìn)一步,所述的ABS為乳液法ABS或本體法ABS中一種或兩種的混合物。

進(jìn)一步,所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、硅系增韌劑、乙烯-辛烯共聚物或馬來酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的至少一種;優(yōu)選的,所述的硅系增韌劑為核為有機硅或丙烯酸、殼為甲基丙烯酸甲酯的核殼結(jié)構(gòu)的硅系增韌劑。

進(jìn)一步,所述的含磷阻燃劑為雙酚A雙(磷酸二苯酯)、間苯二酚(二苯基磷酸酯)或磷酸三苯酯中的一種或幾種的混合物。

進(jìn)一步,所述的過渡金屬絡(luò)合物為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸、乙二胺四乙酸、氨基三乙酸或二亞乙基三胺五乙酸與過渡金屬形成的絡(luò)合物中的一種;所述的過渡金屬為Fe、Cu、Zn或Al中的一種。

進(jìn)一步,所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下步驟的方法制得:

(1)將ABS與增韌劑投入高混機中進(jìn)行混合1-3min,得到預(yù)混料;

(2)將預(yù)混料從雙螺桿擠出機的主喂料口投入,進(jìn)行擠出,在雙螺桿擠出機的螺筒的第三段和第五段均注入液態(tài)水,在所述的螺筒的第七段和第十段均設(shè)置有真空設(shè)備,擠出后得到ABS-增韌劑一步料。

進(jìn)一步,所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48:1;所述的液態(tài)水的注入量為ABS-增韌劑一步料的質(zhì)量的5%-40%;所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度180-210℃,二區(qū)溫度190-220℃,三區(qū)溫度190-230℃,四區(qū)溫度190-240℃,五區(qū)溫度190-240℃,六區(qū)溫度190-240℃,七區(qū)溫度190-240℃,八區(qū)溫度190-240℃,九區(qū)溫度190-240℃,十區(qū)溫度190-240℃,十一區(qū)溫度190-240℃;主機轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS-增韌劑一步料和過渡金屬絡(luò)合物投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。

相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物具有以下優(yōu)勢:

(1)本發(fā)明所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物通過ABS-增韌劑一步料的擠出生產(chǎn),能有效降低ABS中小分子物質(zhì),擠出得到Y(jié)BL-ABS,生產(chǎn)完的粒料需在80℃烘干4小時以上再使用;這樣能有效避免改性和注塑過程中由于PC的降解所引起的一些缺陷,同時能有效避免后續(xù)成型過程中的小分子物質(zhì)析出等問題。

(2)本發(fā)明所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物由于一步料在生產(chǎn)過程中的小分子物質(zhì)的抽離,在一定程度上能提高阻燃PC/ABS材料的阻燃性能。

(3)本發(fā)明耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物通過過渡金屬絡(luò)合物的加入,與PC分子鏈末端的羥基或羧基形成螯合作用,提高了分子鏈間的結(jié)合力,進(jìn)一步提高了材料的耐溶劑及韌性。

(4)本發(fā)明所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物使用的一步料簡單易得,制備工藝簡單,成本低,材料可廣泛用于汽車,冰箱,電視機等行業(yè)。

具體實施方式

除有定義外,以下實施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實施例中所用的試驗試劑,如無特殊說明,均為常規(guī)生化試劑;所述實驗方法,如無特殊說明,均為常規(guī)方法。

下面結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

實施例1

一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯59.3份,BDP 14份,ABS-增韌劑一步料25份,乙二胺四乙酸與鋁的絡(luò)合物2份。所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下重量份的原料制成:ABS 70份,硅系增韌劑30份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下步驟的方法制得:

(1)將ABS與增韌劑投入高混機中進(jìn)行混合3min,得到預(yù)混料;

(2)將預(yù)混料從雙螺桿擠出機的主喂料口投入,進(jìn)行擠出,在雙螺桿擠出機的螺筒的第三段和第五段均注入液態(tài)水,在所述的螺筒的第七段和第十段均設(shè)置有真空設(shè)備,擠出后得到ABS-增韌劑一步料。

所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48:1;所述的液態(tài)水的注入量為ABS-增韌劑一步料的質(zhì)量的5%-30%;所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度180℃,二區(qū)溫度185℃,三區(qū)溫度195℃,四區(qū)溫度195℃,五區(qū)溫度200℃,六區(qū)溫度180℃,七區(qū)溫度180℃,八區(qū)溫度185℃,九區(qū)溫度185℃,十區(qū)溫度200℃,主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS-增韌劑一步料和過渡金屬絡(luò)合物投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。

實施例2

一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯72.8份,BDP 10份,ABS-增韌劑一步料15份乙二胺四乙酸與鋁的絡(luò)合物1.5份。所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下重量份的原料制成:ABS 70份,硅系增韌劑30份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下步驟的方法制得:

(1)將ABS與增韌劑投入高混機中進(jìn)行混合3min,得到預(yù)混料;

(2)將預(yù)混料從雙螺桿擠出機的主喂料口投入,進(jìn)行擠出,在雙螺桿擠出機的螺筒的第三段和第五段均注入液態(tài)水,在所述的螺筒的第七段和第十段均設(shè)置有真空設(shè)備,擠出后得到ABS-增韌劑一步料。

所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48:1;所述的液態(tài)水的注入量為ABS-增韌劑一步料的質(zhì)量的5%-30%;所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度180℃,二區(qū)溫度185℃,三區(qū)溫度195℃,四區(qū)溫度195℃,五區(qū)溫度200℃,六區(qū)溫度180℃,七區(qū)溫度180℃,八區(qū)溫度185℃,九區(qū)溫度185℃,十區(qū)溫度200℃,主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS-增韌劑一步料和過渡金屬絡(luò)合物投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。

實施例3

一種耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯80.3份,BDP 8份,ABS-增韌劑一步料10份,乙二胺四乙酸與鋁的絡(luò)合物1份。所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下重量份的原料制成:ABS 70份,硅系增韌劑30份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下步驟的方法制得:

(1)將ABS與增韌劑投入高混機中進(jìn)行混合3min,得到預(yù)混料;

(2)將預(yù)混料從雙螺桿擠出機的主喂料口投入,進(jìn)行擠出,在雙螺桿擠出機的螺筒的第三段和第五段均注入液態(tài)水,在所述的螺筒的第七段和第十段均設(shè)置有真空設(shè)備,擠出后得到ABS-增韌劑一步料。

所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48:1;所述的液態(tài)水的注入量為ABS-增韌劑一步料的質(zhì)量的5%-30%;所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度180℃,二區(qū)溫度185℃,三區(qū)溫度195℃,四區(qū)溫度195℃,五區(qū)溫度200℃,六區(qū)溫度180℃,七區(qū)溫度180℃,八區(qū)溫度185℃,九區(qū)溫度185℃,十區(qū)溫度200℃,主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS-增韌劑一步料和過渡金屬絡(luò)合物投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。

對比例1

一種PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯61.3份,BDP 14份,ABS17.5份,硅系增韌劑7.5份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS、增韌劑投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的PC/ABS組合物。

對比例2

一種PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯74.3份,BDP 10份,ABS10.5份,硅系增韌劑4.5份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS、增韌劑投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的PC/ABS組合物。

對比例3

一種PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯81.3份,BDP 8份,ABS7份,硅系增韌劑3份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS、增韌劑投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的PC/ABS組合物。

對比例4

一種-PC/ABS組合物,該組合物由包括如下重量份的原料制成:聚碳酸酯61.3份,BDP 14份,ABS-增韌劑一步料25份。所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下重量份的原料制成:ABS 70份,硅系增韌劑30份。

所述的聚碳酸酯的數(shù)均分子量為23000。所述的ABS為本體法ABS。

所述的ABS-增韌劑一步料由包括如下步驟的方法制得:

(1)將ABS與增韌劑投入高混機中進(jìn)行混合3min,得到預(yù)混料;

(2)將預(yù)混料從雙螺桿擠出機的主喂料口投入,進(jìn)行擠出,在雙螺桿擠出機的螺筒的第三段和第五段均注入液態(tài)水,在所述的螺筒的第七段和第十段均設(shè)置有真空設(shè)備,擠出后得到ABS-增韌劑一步料。

所述的雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為48:1;所述的液態(tài)水的注入量為ABS-增韌劑一步料的質(zhì)量的5-30%;所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的條件為:一區(qū)溫度180℃,二區(qū)溫度185℃,三區(qū)溫度195℃,四區(qū)溫度195℃,五區(qū)溫度200℃,六區(qū)溫度180℃,七區(qū)溫度180℃,八區(qū)溫度185℃,九區(qū)溫度185℃,十區(qū)溫度200℃,主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。

所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物的制備方法,包括如下步驟:將所述的聚碳酸酯、含磷阻燃劑、ABS-增韌劑一步料投入高速混合器中混合,混合后將其放入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出,擠出后得到所述的耐溶劑、高韌性、阻燃PC/ABS組合物。

實施例1-3與對比例1-4中各原料的份數(shù)與成品的性能測試結(jié)果如表1所示,測試方法如下。

性能測試方法:

模具為鋼質(zhì)模具,內(nèi)側(cè)長度為165mm;樣品:根據(jù)ISO527標(biāo)準(zhǔn)制作的拉伸樣條,長度為169mm,曲率為0.5%;化學(xué)試劑:防銹油;

評價方法:將化學(xué)品均勻涂覆在樣條上表面樣條彎曲的最高處,然后記錄樣條斷裂的時間或裂紋形態(tài)作為材料耐化學(xué)性評價標(biāo)準(zhǔn)

拉伸強度:測試標(biāo)準(zhǔn)ISO 527,在Zwick電子萬能試驗機上測試;

彎曲強度:測試標(biāo)準(zhǔn)ISO 178,在Zwick電子萬能試驗機上測試;

懸臂梁缺口沖擊:測試標(biāo)準(zhǔn)ISO 180,在Zwick電子萬能試驗機上測試;

阻燃等級:測試標(biāo)準(zhǔn)UL94。

表1阻燃PC/ABS組合物組分及性能測試結(jié)果

從表1結(jié)果中可以看出,使用一步料制得的材料,相比傳統(tǒng)改性方法,氣味等級可達(dá)到2級水平,低溫沖擊表現(xiàn)更優(yōu)異,表面光澤度更好,阻燃性能相較也更好。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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