高強度高模量pc/abs合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高強度高模量PC/ABS合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PC/ABS合金(聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是一種重要的工程塑料合金，具有良好的成型性和耐低溫沖擊性能，較高的熱變形溫度及光穩(wěn)定性。與PC相比，PC/ABS合金降低了熔體黏度，改善了加工性能，并大大提高了產(chǎn)品耐應(yīng)力開裂性能；與ABS相比，PC/ABS合金提高了耐熱性和耐候性，成本低于PC，兼具PC與ABS兩者的性能，因此具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場價值，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車、電子、電器等行業(yè)。但PC/ABS合金屬于部分相容的聚合物體系，其相容性的好壞將直接影響了該合金的各項性能指標。為了改善PC/ABS合金的相容性，往往需加入第三組分。納米碳纖維具有較高的強度和楊氏模量，較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及熱穩(wěn)定性以及極好的表面尺寸效應(yīng)等，因而受到了人們極大的關(guān)注；納米碳纖維的一個重要用途是改進力學(xué)性能，它可以達到連續(xù)碳纖維一樣的增強效果，但價格僅相當于玻璃纖維。用納米碳纖維增強PC/ABS合金，具備高強度、高模量、高剛度和高異電性等優(yōu)點，對提高PC/ABS合金材料的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能等方面具有巨大的潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用納米碳纖維與玻璃纖維協(xié)同填充改性的高強度高模量PC/ABS合金及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:高強度高模量PC/ABS合金，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PC 30%?70%、ABS 20%?30%、納米碳纖維5%?15%、玻璃纖維5%?10%、彈性體3%?8%、增容劑2%?4%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
[0005]所述的PC為雙酚A型聚碳酸酯。
[0006]所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0007]所述的納米碳纖維為經(jīng)過等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維，所述等離子體為氧(O2)等離子體。
[0008]所述的玻璃纖維為直徑在8?15 μ m、且表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ550處理后的無堿短切玻璃纖維。
[0009]所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚物(Ρ0Ε)。
[0010]所述的增容劑為ABS-g-MAH、SBS_g_MAH、PP-g-MAH、LDPE-g-MAH 中的一種。
[0011]所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)配物。
[0012]所述的潤滑劑為硬酯酸鈣、改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)中的一種。
[0013]上述的高強度高模量PC/ABS合金的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將PC在鼓風干燥機中于11(TC?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時,待用；
(2)、納米碳纖維表面處理:將氣相生長納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)進行處理0.5?3分鐘，再在干燥空氣中暴露3?10分鐘，即得等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維；
(3)、按重量配比稱取干燥的PC和ABS，加入高速混合機中攪拌2?5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2)的產(chǎn)物，以及加入按重量配比稱取的玻璃纖維、彈性體、增容劑、抗氧齊U、潤滑劑，使一起攪拌10?30分鐘和達到混合均勻后，出料；
(4)、將步驟(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在240°C?270°C下共混擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為200?300r/min，經(jīng)過造粒即得本發(fā)明的高強度高模量PC/ABS合金。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用納米碳纖維與玻璃纖維協(xié)同填充增強作用，同時添加適量彈性體、增容劑等助劑，使制得的PC/ABS合金在兼具有PC、ABS各自原有的優(yōu)異性能同時，具有高強度、高模量、高彈性、高剛度和良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，在汽車、機械、電子電器、體育用品、光學(xué)構(gòu)件等領(lǐng)域具有非常廣泛應(yīng)用前旦
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【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]實施例1:
一種高強度高模量PC/ABS合金，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PC 43%、ABS 20%、納米碳纖維15%、玻璃纖維10%、乙烯-辛烯共聚物(P0E)8%、ABS-g-MAH 3%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)配物0.2%、改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF) 0.8%。其中，所述的PC為雙酚A型聚碳酸酯；所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述的納米碳纖維為經(jīng)過等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維，所述等離子體為氧(O2)等離子體；所述的玻璃纖維為直徑在8?15 μ m、且表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH550處理后的無堿短切玻璃纖維。
[0017]制備方法:(I)、將PC在鼓風干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時，待用；(2)、納米碳纖維表面處理:將氣相生長納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)進行處理0.5?3分鐘，再在干燥空氣中暴露3?10分鐘，即得等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維；(3)、按重量配比稱取干燥的PC和ABS，加入高速混合機中攪拌2?5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2 )的產(chǎn)物，以及加入按重量配比稱取的玻璃纖維、乙烯-辛烯共聚物(P0E)、ABS-g-MAH、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)配物、改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)，使一起攪拌10?30分鐘和達到混合均勻后，出料；(4)、將步驟
(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在240°C?270°C下共混擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為200?300r/min,經(jīng)過造粒即得本發(fā)明的高強度高模量PC/ABS合金。
[0018]實施例2:
一種高強度高模量PC/ABS合金，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PC 50%、ABS 25%、納米碳纖維10%、玻璃纖維5%、乙烯-辛烯共聚物(POE) 5%、LDPE-g-MAH 4%、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 0.8%。其中，所述的PC為雙酚A型聚碳酸酯；所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述的納米碳纖維為經(jīng)過等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維，所述等離子體為氧(O2)等離子體；所述的玻璃纖維為直徑在8?15 μ m、且表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH550處理后的無堿短切玻璃纖維。
[0019]制備方法:(I)、將PC在鼓風干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時，待用；(2)、納米碳纖維表面處理:將氣相生長納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)進行處理
0.5?3分鐘，再在干燥空氣中暴露3?10分鐘，即得等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維；(3)、按重量配比稱取干燥的PC和ABS，加入高速混合機中攪拌2?5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2 )的產(chǎn)物，以及加入按重量配比稱取的玻璃纖維、乙烯-辛烯共聚物(POE)、LDPE-g-MAH、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，使一起攪拌10?30分鐘和達到混合均勻后，出料；(4)、將步驟
(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在240°C?270°C下共混擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為200?300r/min,經(jīng)過造粒即得本發(fā)明的高強度高模量PC/ABS合金。
【主權(quán)項】
1.一種高強度高模量PC/ABS合金，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PC30%?70%、ABS 20%?30%、納米碳纖維5%?15%、玻璃纖維5%?10%、彈性體3%?8%、增容劑2%?4%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的納米碳纖維為經(jīng)過等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維，所述等離子體為氧(O2)等離子體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的彈性體為乙烯-辛烯共聚物(POE)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的增容劑為ABS-g-MAH、SBS-g-MAH、PP-g-MAH、LDPE-g-MAH 中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高模量PC/ABS合金，其特征在于，所述的潤滑劑為硬酯酸鈣、改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF )、季戊四醇硬脂酸酯(PETS )中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度高模量PC/ABS合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將PC在鼓風干燥機中于11(TC?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時,待用； (2)、納米碳纖維表面處理:將氣相生長納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)進行處理0.5?3分鐘，再在干燥空氣中暴露3?10分鐘，即得等離子體表面處理的氣相生長納米碳纖維； (3)、按重量配比稱取干燥的PC和ABS，加入高速混合機中攪拌2?5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2)的產(chǎn)物，以及加入按重量配比稱取的玻璃纖維、彈性體、增容劑、抗氧齊U、潤滑劑，使一起攪拌10?30分鐘和達到混合均勻后，出料； (4)、將步驟(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在240°C?270°C下共混擠出，螺桿轉(zhuǎn)速為200?300r/min，經(jīng)過造粒即得本發(fā)明的高強度高模量PC/ABS合金。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度高模量PC/ABS合金及其制備方法。本發(fā)明的高強度高模量PC/ABS合金，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為：PC30%～70%、ABS20%～30%、納米碳纖維5%～15%、玻璃纖維5%～10%、彈性體3%～8%、增容劑2%～4%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用納米碳纖維與玻璃纖維協(xié)同填充增強作用，同時添加適量彈性體、增容劑等助劑，使制得的PC/ABS合金在兼具有PC、ABS各自原有的優(yōu)異性能同時，具有高強度、高模量、高彈性、高剛度和良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，在汽車、機械、電子電器、體育用品、光學(xué)構(gòu)件等領(lǐng)域具有非常廣泛應(yīng)用前景。
【IPC分類】B29B9-06, C08L55-02, C08L23-08, C08K13-06, C08K7-06, C08K9-00, C08K9-06, B29C47-92, C08L69-00, C08K7-14
【公開號】CN104629282
【申請?zhí)枴緾N201310543475
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】殷培花
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月6日