專利名稱：一種納米pc/abs改性合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種納米PC/ABS改性合金的制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(PC)是一種性能優(yōu)異的工程塑料，具有突出的沖擊韌性，寬廣的使用溫度范圍和良好的電絕緣性，已經(jīng)在汽車和電子電器工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但PC熔體粘度大，成型加工困難，特別是大型制品容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，耐化學(xué)藥品性差，而其價格又較高， 使得PC的應(yīng)用受到了一定限制。ABS樹脂的性能介于工程塑料和通用塑料之間，具有良好的耐沖擊性能和加工性能，價格也比較便宜，但其耐熱性、耐候性差、機(jī)械性能不夠理想。以PC和ABS為主要原料的PC/ABS合金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，較高的熱變形溫度和光穩(wěn)定性。與PC相比，PC/ABS合金降低了熔體粘度，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)?，F(xiàn)有PC/ABS合金的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度隨PC/ABS合金中 PC的含量變化而變化，PC含量增高時，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度基本呈現(xiàn)線性增高。為提高PC/ABS合金的以上性能，就要提高PC/ABS合金中PC的含量。由于 PC的價格較高，這就使得PC/ABS合金的成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種納米PC/ABS改性合金的制備方法，其能使拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度得到明顯提高，卻能降低PC/ABS合金的成本。具體內(nèi)容如下
一種納米PC/ABS改性合金的制備方法，包括如下步驟
(1)將納米SiO2與占其重量比為I.5 3. 5%的硅烷偶聯(lián)劑在800 1000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，控制溫度為20 110°C混合15 20min，待用；
(2)將基體樹脂ABS、高膠粉、抗老化劑和經(jīng)過步驟(I)處理的納米SiO2按重量份數(shù)混合，在400 500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下混合均勻，得到ABS納米復(fù)合材料待用；
(3)將步驟(2)中所述ABS納米復(fù)合材料加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為190 230°C和轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒、待用；
(4)將聚碳酸酯、相容劑和步驟(3)的產(chǎn)物共混后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為 200 255°C，轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒，得到所述納米PC/ABS改性合金；所述納米PC/ABS改性合金中各組分的重量比為ABS PC :納米SiO2 :高膠粉抗老化劑相容劑=100 :15 30 :1· 5 4 :4 8 :2 4 :4 7 ;
所述ABS中各組分的含量為聚丁二烯的重量百分比15 30%，聚苯乙烯的重量百分比 40 70%，聚丙烯腈的重量百分比10 30% ；
所述高膠粉為經(jīng)過耐熱改性劑處理的丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元接技共聚物，其中各組分的重量百分比含量為聚丁二烯60 70%，聚丙烯腈5 20%，聚苯乙烯15 30%。所述硅烷偶聯(lián)劑是KH550 (NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3)或 HR560 (CH2CHCH2O (CH2) 3Si (OCH3) 3)。所述相容劑為ABS-g-MAH。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下
a、實驗研究表明，用偶聯(lián)劑處理的納米粒子與聚合物共混制備的納米復(fù)合材料，其韌性、強(qiáng)度和耐磨性較普通的含PC較低的PC/ABS有明顯提高，如表I所示。實驗同時表明，納米聚合物復(fù)合材料在受到外力作用時剛性粒子可以增加耐磨性，且剛性超細(xì)粒子可以起到使應(yīng)力分散的增強(qiáng)增韌的作用，由于保持納米粒子的尺寸大小及均勻分散性，增強(qiáng)了材料的剛性和硬度。復(fù)合材料的增韌作用決定于結(jié)構(gòu)單元的鍵合強(qiáng)度，以及有多大體積參與吸收沖擊能。本發(fā)明中的復(fù)合材料中由于有不同組分之間的大量的相界面，超細(xì)剛性粒子界面結(jié)合牢固，結(jié)合力會超過基體材料的內(nèi)聚力，這樣破壞時不是界面破裂，而是基體本身的破壞，由于增加了大量的錨固點(diǎn)，材料就近似于以網(wǎng)絡(luò)形式結(jié)合在一起，不容易被破壞。b、實驗表明，在用剛性微粒子制成剛性聚合物復(fù)合材料時，采用偶聯(lián)劑處理，在偶聯(lián)劑的表面上包覆上薄層柔性聚合物，來調(diào)節(jié)剛性粒子與基體樹脂間界面的狀態(tài)。當(dāng)受到?jīng)_擊時，每個微粒子雖然是應(yīng)力點(diǎn)，但能通過粒子將應(yīng)力傳遞分散到更大的基體體積去共同承擔(dān)外力，并在各粒子的周邊，可誘發(fā)產(chǎn)生大量的銀紋或微裂紋，在它本身消耗沖擊能轉(zhuǎn)化為分子鏈變形能及新產(chǎn)生的表面能的同時，在銀紋或微裂紋的前鋒相合處，在兩條紋間基本會發(fā)生剪切變形，變形需要吸收能量，直至基本條被扭斷，微裂紋才能繼續(xù)發(fā)展，這一過程就起到吸收沖擊能并抑制微裂紋擴(kuò)展的作用，有利于提高材料的沖擊性。由于材料微裂時內(nèi)部有裂紋，但宏觀表現(xiàn)只是發(fā)白，材料并不斷裂，能吸收大量沖擊能而不破壞材料， 具有好的韌性。C、實驗表明，由于用偶聯(lián)劑處理的納米粒子在PC/ABS材料中的增韌、增強(qiáng)和增高耐磨性的作用，可使PC/ABS材料中PC用量大大減少，降低了材料成本，但其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度及耐磨性得到不同程度提高。


圖I是本發(fā)明的制備方法的工藝流程圖。
具體實施例方式下面，用實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于實施例。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍包括在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
參照圖I的工藝流程圖，具體說明本發(fā)明的實施方式
(1)將納米SiO2與占其重量比為I.5 3. 5%的硅烷偶聯(lián)劑在800 1000轉(zhuǎn) /min的轉(zhuǎn)速下攪拌，控制溫度為20 110°C，混合15 20min，待用；
(2)將基體樹脂ABS、高膠粉、抗老化劑和經(jīng)過步驟(I)處理的納米SiO2按重量份數(shù)混合，在400 500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下混合均勻，得到ABS納米復(fù)合材料待用
(3)將步驟(2)中所述ABS納米復(fù)合材料加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為190 230°C和轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒、待用。雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)定溫度為機(jī)頭190 200°C，一區(qū)溫度190 200°C，
二區(qū)195 205°C，三區(qū)195 205°C，四區(qū)210 220°C，五區(qū)220 230°C，六區(qū)220 230。。。(4)將PC、相容劑和步驟(3)的產(chǎn)物共混后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為 200 255°C，轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min,使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒、篩選、檢驗合格，包裝、入庫。雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)定溫度為機(jī)頭200 210°C，一區(qū)溫度200 210°C，
二區(qū)215 225°C，三區(qū)215 225°C，四區(qū)230 245°C，五區(qū)245 255°C，六區(qū)245 255。。。所述PC/ABS納米復(fù)合材料中各組分的重量比為ABS PC :納米SiO2 :高膠粉抗老化劑相容劑=100 :15 30 :1· 5 4 :4 8 :2 4 :4 7。所述ABS中各組分的含量為丁二烯重量百分比15 30%，苯乙烯重量百分比 40 70%，丙烯腈重量百分比10 30%所述高膠粉為經(jīng)過耐熱改性劑處理的丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元接技共聚物，其中丁二烯組分的重量百分比含量為60 70%，丙烯腈5 20%，苯乙烯15 30%。所述硅烷偶烷劑是KH550 (NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3)或 HR560 (CH2CHCH2O (CH2) 3Si (OCH3) 3)。所述相容劑為ABS-g-MAH。本發(fā)明的納米PC/ABS改性合金(PC含量18% )與未改性PC/ABS (PC含量分別為 20%和40% )材料的機(jī)械性能和抗老化性能的對比如下表I所示
表I PC/ABS納米復(fù)合材料與未改性PC/ABS材料的機(jī)械性能對比
權(quán)利要求
1.一種納米PC/ABS改性合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將納米SiO2與占其重量比為I.5 3. 5%的硅烷偶聯(lián)劑在800 1000轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌，控制溫度為20 110°C混合15 20min，待用；(2)將基體樹脂ABS、高膠粉、抗老化劑和經(jīng)過步驟(I)處理的納米SiO2按重量份數(shù)混合，在400 500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下混合均勻，得到ABS納米復(fù)合材料待用；(3)將步驟(2)中所述ABS納米復(fù)合材料加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為190 230°C和轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒、待用；(4)將聚碳酸酯、相容劑和步驟(3)的產(chǎn)物共混后加入雙螺桿擠出機(jī)中，設(shè)定溫度為 200 255°C，轉(zhuǎn)速為250 450轉(zhuǎn)/min，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒，得到所述納米PC/ABS改性合金；所述納米PC/ABS改性合金中各組分的重量比為ABS PC :納米SiO2 :高膠粉抗老化劑相容劑=100 :15 30 :1· 5 4 :4 8 :2 4 :4 7 ;所述ABS中各組分的含量為聚丁二烯的重量百分比15 30%，聚苯乙烯的重量百分比 40 70%，聚丙烯腈的重量百分比10 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述高膠粉為經(jīng)過耐熱改性劑處理的丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元接技共聚物，其中各組分的重量百分比含量為聚丁二烯 60 70%，聚丙烯腈5 20%，聚苯乙烯15 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑是 NH2CH2CH2CH2Si (OC2H5) 3 或 CH2CHCH2O (CH2) 3Si (OCH3) 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述相容劑為ABS-g-MAH。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米PC/ABS改性合金的制備方法，包括如下步驟(1)將納米SiO2與硅烷偶聯(lián)劑混合后攪拌，待用；(2)將基體樹脂ABS、高膠粉、抗老化劑和經(jīng)過步驟(1)處理的納米SiO2按重量份數(shù)混合，得到ABS納米復(fù)合材料待用；(3)將步驟(2)中所述ABS納米復(fù)合材料加入雙螺桿擠出機(jī)中，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒、待用；(4)將聚碳酸酯、相容劑和步驟(3)的產(chǎn)物共混后加入雙螺桿擠出機(jī)中，使物料在熔融狀態(tài)下擠出，并經(jīng)過冷卻水拉條、造粒，得到所述納米PC/ABS改性合金。本發(fā)明的改性合金具有良好的韌性，能吸收大量沖擊能而不破壞材料,其綜合性能得到顯著提高，而其成本又得到有效的控制。
文檔編號B29B9/06GK102604319SQ20121010292
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者李 杰 申請人:上海瑞爾實業(yè)有限公司