專利名稱：聚碳酸酯/丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機化學領域，具體地說是一種高剛性、超高抗沖擊聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制備方法。
背景技術：
我們知道，聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金是一種重要的工程塑料合金，這種材料具有良好的成型性，良好的耐低溫沖擊性能和較高的熱變形溫度及光穩(wěn)定性。它與PC相比降低了熔體粘度，改善了加工性能，并且大大提高了產(chǎn)品的耐應力開裂的性能。它與ABS相比提高了耐熱性和耐候性。生產(chǎn)成本介于PC和ABS之間，又具有兩者的良好性能，能夠更好的應用于汽車，電子，電器等行業(yè)。近年來，PC/ABS合金發(fā)展較快，國外已經(jīng)開發(fā)出一系列不同的PC/ABS合金，而我國在這方面的研究起步較晚，到目前為止尚處于應用開發(fā)階段。
2005年公開的一個專利CN1580126A使用了一種ABS/PP接枝馬來酸酐作為PC/ABS的相容劑，制備的合金具有良好的機械性能。
2005年還公開一個專利CN1605600A使用PC 20-90份，ABS 8-72份，相容劑2-8份，潤滑劑0.1-0.3份制得了流動性優(yōu)異、加工性能好的PC/ABS材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種降低PC材料的熔體強度和高的加工溫度，提高材料的耐磨性，生產(chǎn)出具有高剛性、超高抗沖擊強度的合金材料及制備方法。
本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是一種高剛性、超高抗沖擊聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料及其制備方法，采用聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、增韌相容劑、聚四氟乙烯、潤滑劑、抗氧劑為原料制備而成，它可以用下述方法制得干燥、混合、擠出、切粒，最后制成高剛性、超高抗沖擊聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料；其技術特征是，原料組成以重量百分比計包括a)聚碳酸酯40-70％、b)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15-40％、c)丙烯腈-苯乙烯共聚物5-15％、d)增韌相容劑3-15％、e)聚四氟乙烯1-3％、f)潤滑劑0.2-1％、g)抗氧劑0.4-1％。
上述方案中，以重量百分比計聚碳酸酯的量優(yōu)選范圍為50-70％；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的量以重量百分比計為20-40％；丙烯腈-苯乙烯共聚物中丙烯腈含量以重量百分比計優(yōu)選范圍為30-60％。增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團的接枝化合物或含有丙烯酸酯官能團化合物的共聚物，也可以將上述丙烯酸酯官能團的接枝化合物與含有丙烯酸酯官能團化合物的共聚物混合使用。潤滑劑是硬脂酸酰胺系列或硅系列潤滑劑，也可以是兩者的混合物。
一種制造前述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料的方法，它可以用下述方法得到將聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、增韌相容劑、聚四氟乙烯、潤滑劑、抗氧劑混合；其技術特征是將聚碳酸酯(PC)120℃干燥4小時，水分含量保證在0.03％以下；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)80℃干燥4小時；將前述干燥好的40-70％聚碳酸酯(PC)、15-40％丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和5-15％丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)倒入高速混合機中，低速攪拌，攪拌同時加入3-15％增韌相容劑(KM-1)、1-3％聚四氟乙烯(PTFE)、0.2-1％潤滑劑以及0.4-1％抗氧劑，攪拌；最后將攪拌混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出，共混加工溫度為230-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150-250r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。
上述聚碳酸酯(PC)樹脂用量最好為50-70％，PC在材料組合物中為主要樹脂，含量不可以過低，否則影響材料的基本性能；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)用量最好為20-40％，ABS含量在一定范圍之內(nèi)，既可以降低PC樹脂的加工溫度，又可降低熔體強度。
上述丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)用來調(diào)節(jié)PC/ABS材料中的丙烯腈含量，AS中丙烯腈含量在30-60％。丙烯腈成分對材料的剛性有很大影響，其含量增加則材料剛性增加，反之則剛性降低；同時丙烯腈含量對材料的沖擊性能有影響，含量過多則沖擊強度下降。
上述增韌相容劑(KM-1)用來增加PC和ABS兩種材料的相容性，以獲得性能更佳的合金材料，同時其還有增加材料沖擊強度的作用。增韌相容劑可是含有丙烯酸酯官能團的接枝化合物，如乙烯接枝丙烯酸酯、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑等或共聚化合物類，如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)等，也可以是兩者的混合物。
上述聚四氟乙烯(PTFE)在配方中只有增加材料耐磨性的作用，其含量在一定范圍之內(nèi)時對材料性能幾乎沒有影響。
上述潤滑劑為硬脂酸酰胺系列，如乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、改性乙撐雙硬脂酸酰胺等或硅系列潤滑劑，如甲基含氫硅油、硅酮母粒、硅酮粉等，也可以是兩者的混合物，用來增加材料內(nèi)外潤滑性能，降低材料熔體強度，增加流動性和加工性能。
本發(fā)明使用的聚碳酸酯(PC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)、增韌相容劑(KM-1)、聚四氟乙烯(PTFE)、潤滑劑和抗氧劑只有按照一定的比例配合效果才最好，制得達到剛性和超高沖擊強度的PC/ABS合金材料。
本發(fā)明所生產(chǎn)的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金材料具有良好的加工性能、高剛性和超高抗沖擊強度，并且生產(chǎn)工藝簡單。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述實施例1將30kg聚碳酸酯(PC)120℃干燥4小時；15kg丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和2.5kg丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)80℃干燥4小時，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的丙烯腈含量在60％。將干燥好的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)倒入高速混合機中，低速攪拌。攪拌同時加入3.5kg乙烯接枝丙烯酸酯、0.5kg聚四氟乙烯(PTFE)、0.2kg乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)以及0.2kg抗氧劑，攪拌2分鐘。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出。共混加工溫度為230-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。將生產(chǎn)出的材料在110℃干燥4小時，然后在注塑機上制備標準力學性能測試樣條。注塑壓力50-80Mpa，料筒溫度230-250℃，模具溫度60℃，注塑周期20s。樣條的力學性能按照國家標準進行，性能為

實施例2將70重量份聚碳酸酯(PC)120℃干燥4小時；25重量份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和6重量份丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)80℃干燥4小時，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的丙烯腈含量在30％。將干燥好的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)倒入高速混合機中，低速攪拌。攪拌同時加入3重量份丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、1重量份聚四氟乙烯(PTFE)、0.5重量份甲基含氫硅油，以及0.5重量份抗氧劑，攪拌2分鐘。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出。共混加工溫度為230-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。將生產(chǎn)出的材料在110℃干燥4小時，然后在注塑機上制備標準力學性能測試樣條。注塑壓力50-80Mpa，料筒溫度230-250℃，模具溫度60℃，注塑周期20s。樣條的力學性能按照國家標準進行，性能為

實施例3按下列組分(重量％)將60份聚碳酸酯(PC)120℃干燥4小時；16.6份丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和12份丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)80℃干燥4小時，丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)中的丙烯腈含量在38％。將干燥好的聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)倒入高速混合機中，低速攪拌。攪拌同時加入4份乙烯接枝丙烯酸酯與4份丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)混合物、1份聚四氟乙烯(PTFE)、0.1份乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)與0.6份甲基含氫硅油混合物，以及0.5重量份抗氧劑，攪拌2分鐘。將混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出。共混加工溫度為230-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為180r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。
本實用新型還可通過下表所列實施例(重量％)來實現(xiàn)，其制備方法與前述實施例相同其中PC為聚碳酸酯、ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、AS為丙烯腈-苯乙烯共聚物、KM-1為增韌相容劑、PTFE為聚四氟乙烯，I、乙烯接枝丙烯酸酯、II、全丙烯酸酯核-殼型抗沖擊劑、III、丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，a為乙撐雙硬脂酸酰胺、b為改性乙撐雙硬脂酸酰胺、c為甲基含氫硅油、d為硅酮母粒、e為硅酮粉。

本發(fā)明所有的原材料，相容劑、耐磨劑、潤滑劑和抗氧劑等以合適的比例相互配合、協(xié)同作用，使得利用本發(fā)明制備的PC/ABS合金材料具有以下優(yōu)良性能1、良好的加工性能在本PC/ABS合金材料中，由于各種助劑的配合使用，尤其是潤滑劑的使用，使得材料具有優(yōu)良的加工流動性能。加工溫度與PC樹脂比較有明顯下降，在230-250℃即可以方便的加工成型，有很好的工藝適應性、穩(wěn)定性與重現(xiàn)性，能夠連續(xù)生產(chǎn)。如熔融指數(shù)達到20g/10min。
2、優(yōu)異的力學性能1)本發(fā)明的組分中有增韌相容劑和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)。在各個組分合適的比例協(xié)同作用下，作為增韌相容劑，在PC與ABS之間起到了表面活性劑的作用，發(fā)生了一定的化學反應，促進了PC與ABS之間的分子鏈的擴散。在一定的含量范圍內(nèi)，增韌相容劑使合金材料的拉伸強度提高；同時由于丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)的存在，也對合金的拉伸強度有貢獻。兩種組分的協(xié)同作用保持了PC/ABS合金材料的高剛性。
2)本發(fā)明的組分中有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和增韌相容劑。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)與PC具有一定的相容性，可以保持和提高PC/ABS合金材料的沖擊性能；同時由于增韌相容劑的存在，使得材料具有了超高的抗沖擊性能。
如拉伸強度達到50-70MPa，彎曲強度達到80-95MPa，沖擊強度達到100kJ/m2等。
權利要求
1.一種聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，采用聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、增韌相容劑、聚四氟乙烯、潤滑劑、抗氧劑為原料制備而成，它可以用下述方法制得干燥、混合、擠出、切粒，最后制成聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料；其技術特征是，原料組成以重量百分比計包括a)聚碳酸酯40-70％、b)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15-40％、c)丙烯腈-苯乙烯共聚物5-15％、d)增韌相容劑3-15％、e)聚四氟乙烯1-3％、f)潤滑劑0.2-1％、g)抗氧劑0.4-1％。
2.根據(jù)權利要求1所述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于所說的聚碳酸酯以重量百分比計為50-70％。
3.根據(jù)權利要求1所述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于所說的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物以重量百分比計為20-40％。
4.根據(jù)權利要求1所述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于所說的丙烯腈-苯乙烯共聚物中丙烯腈含量以重量百分比計優(yōu)選范圍為30-60％。
5.根據(jù)權利要求1所述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于所說的增韌相容劑是含有丙烯酸酯官能團的接枝化合物或含有丙烯酸酯官能團化合物的共聚物，也可以將上述丙烯酸酯官能團的接枝化合物與含有丙烯酸酯官能團化合物的共聚物混合使用。
6.根據(jù)權利要求1所述聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料，其特征在于所說的潤滑劑是硬脂酸酰胺系列或硅系列潤滑劑，也可以是兩者的混合物。
7.一種制造權利要求1的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料的方法，它可以用下述方法得到將聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、增韌相容劑、聚四氟乙烯、潤滑劑、抗氧劑混合；其技術特征是將聚碳酸酯120℃干燥4小時，水分含量保證在0.03％以下；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物80℃干燥4小時；將前述干燥好的40-70％聚碳酸酯、15-40％丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和5-15％丙烯腈-苯乙烯共聚物倒入高速混合機中，低速攪拌，攪拌同時加入3-15％增韌相容劑、1-3％聚四氟乙烯、0.2-1％潤滑劑以及0.4-1％抗氧劑，攪拌；最后將攪拌混合好的原料加入雙螺桿擠出機中共混擠出，共混加工溫度為230-250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為150-250r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種本發(fā)明涉及有機化學領域，采用聚碳酸酯、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、丙烯腈－苯乙烯共聚物、增韌相容劑、聚四氟乙烯、潤滑劑、抗氧劑為原料制備而成，它可以用下述方法制得干燥、混合、擠出、切粒，最后制成高剛性、超高抗沖擊聚碳酸酯/丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物材料；其技術特征是，原料組成以重量百分比計包括a)聚碳酸酯40－70％、b)丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物15－40％、c)丙烯腈－苯乙烯共聚物5－15％、d)增韌相容劑3－15％、e)聚四氟乙烯1－3％、f)潤滑劑0.2－1％、g)抗氧劑0.4－1％。
文檔編號B29B9/12GK1740229SQ20051004470
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權日2005年9月12日
發(fā)明者蘭浩 申請人:威海聯(lián)橋新材料科技有限公司