本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，尤其是涉及一種降噪消音的PC/ABS合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：PC/ABS是一類廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾的高分子合金，但其制件在裝配和長期使用過程中會由于摩擦而產(chǎn)生“吱吱”的噪音。目前常見的解決方法主要包括在裝配過程中涂覆硅油，無紡布等，這類方法雖然短期內(nèi)能夠起到潤滑降噪的作用，但其制造工序繁瑣，成本較高，并且長期使用過程中的降噪效果難以保證。另外，亦有通過降低PC/ABS合金表面摩擦系數(shù)的方法來實現(xiàn)PC/ABS合金的降噪。常見的降低PC/ABS合金表面摩擦系數(shù)的方法。比如在PC/ABS合金中添加硅油類的潤滑劑，此方法雖然短期內(nèi)降低材料的摩擦系數(shù)，但長期使用時，硅油易析出，從而導(dǎo)致降噪失效；再比如通過添加聚四氟乙烯作為體系潤滑劑，降低PC/ABS合金摩擦系數(shù)，但聚四氟乙烯與PC、ABS相容性差，擠出造粒困難，制件表面缺陷嚴(yán)重。阻尼降噪是高分子材料降噪消音的另一思路，其主要是利用高分子的粘彈性能，將振動產(chǎn)生的噪音，通過高分子鏈段間的內(nèi)摩擦，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能耗散，從而達(dá)到降低噪音的目的。普通硅橡膠的阻尼系數(shù)tanδ為0.05-0.1，無法實現(xiàn)降噪功能。中國專利CN105820537A公開了一種高焊接強(qiáng)度的PC/ABS合金材料，由30-65重量份的聚碳酸酯、15-40重量份的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、10-20重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、3-5重量份的高膠粉、1-5重量份的相容劑和0.5-1重量份的加工助劑組成。制備得到的合金材料可以在汽車內(nèi)飾件(如儀表板儀)、家用電器等部件中的應(yīng)用，但是該合金材料無法起到降噪消音的效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種降噪消音的PC/ABS合金材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的組分：聚碳酸酯樹脂40～75，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂15～55，高阻尼硅橡膠5～20，抗氧劑0.1～1，潤滑劑0.1～1份。所述的高阻尼硅橡膠是將85～95份硅橡膠，2～5份阻尼劑和3～10份白炭黑在密煉機(jī)中進(jìn)行密煉制備得到的橡膠，控制密煉溫度為100～180℃，轉(zhuǎn)速為30～100r/min，密煉時間為8～30min。所述的硅橡膠的橡膠結(jié)構(gòu)單元為：R1＝-OH,-CN,其中n1＝2～10，n2＝1～5。硅氧烷鏈段為柔性鏈段，R2鏈段為剛性鏈段，取代基的R1為高剛性基團(tuán)，軟硬段的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證硅橡膠具有較高的阻尼系數(shù)。所述的阻尼劑為多烷氧基硅烷、多丁酮肟基硅烷、多乙酰氧基硅烷、多胺基硅烷、多酰胺基硅烷、多異丙烯氧基硅烷、含氫硅油的一種。作為優(yōu)選的實施方式，高阻尼硅橡膠粒徑大小為100～1000nm，重均分子量為100000-20000，橡膠阻尼系數(shù)為0.3～2.5。特別優(yōu)選的高阻尼硅橡膠粒徑200-700nm，重均分子量為120000-180000，橡膠阻尼系數(shù)為0.5～2.5，進(jìn)一步優(yōu)選的目的是為了平衡所制備的降噪消音的PC/ABS各項物性。若橡膠粒徑過大過小不利于提高PC/ABS的沖擊性能；阻尼系數(shù)過小，降噪消音的效果不佳，難以在實際應(yīng)用中有所體現(xiàn)，阻尼系數(shù)過大會增加技術(shù)實現(xiàn)難度。所述的聚碳酸酯樹脂的分子量為18000～32000，玻璃化溫度為140～150℃。所述的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂的相對分子量為90000～185000，其中丁二烯重量百分比含量為15～30％，丙烯腈重量百分比含量為20～40％，苯乙烯重量百分比含量為30～65％。所述的抗氧劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸十八酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂酸酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2，4-二叔丁基)季四醇二亞磷酸酯或季戊四醇雙亞磷酸酯二(十八醇)酯中的一種或幾種。所述的潤滑劑為硅烷聚合物、脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撐雙硬脂酰胺或聚烯烴蠟的一種或幾種。降噪消音的PC/ABS合金材料的制備方法，采用以下步驟：a、將原料按配方加入混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；b、將所得混合物經(jīng)過失重式喂料機(jī)喂入擠出機(jī)，再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，制備得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。所述的雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為220～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～700rpm。添加與PC/ABS具高阻尼橡膠，提高PC/ABS合金的粘彈性能，提高材料的阻尼系數(shù)，進(jìn)而達(dá)到塑料降噪消音的目的，另一方面，高阻尼硅橡膠亦可作為PC/ABS體系的增韌劑，并且高阻尼硅橡膠具有較寬的玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)域，從而使獲得的PC/ABS在較寬溫度范圍內(nèi)獲得較為溫度的沖擊韌性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，目前常見的PC/ABS體系降噪消音的思路通過降低材料表面的摩擦系數(shù)來實現(xiàn)，降低材料表面摩擦系數(shù)的常見方法包括添加硅油或者PTFE等潤滑性的材料，但在這些方法制造過程中工藝難以穩(wěn)定控制，加工成型后制件表面效果較差等缺點。本發(fā)明通過添加高阻尼硅橡膠來實現(xiàn)PC/ABS合金的降噪消音，生產(chǎn)制備工藝簡單，最終塑料制件的外觀良好，同時PC/ABS合金的沖擊韌性得到提高。高阻尼硅橡膠的引入提高了PC/ABS合金的黏彈特性，當(dāng)塑料制件發(fā)生噪聲風(fēng)險時，噪聲的機(jī)械能引起高分子鏈段的內(nèi)摩擦，從而將這部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的形式耗散，降低塑料制件發(fā)生噪聲的風(fēng)險，達(dá)到降噪消音的目的；同時高阻尼橡膠作為增韌劑提高了PC/ABS合金的沖擊韌性。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1～5實施例1～5降噪消音的PC/ABS合金材料，該PC/ABS合金材料包含的各組分及含量如表1所示；其中，PC樹脂的重均分子量為22000g/mol玻璃化溫度為140℃；ABS樹脂相對重均分子量為125,000g/mol,其中丁二烯重量百分比含量為25％，丙烯腈重量百分比含量為25％，苯乙烯重量百分比含量為50％；高阻尼硅橡膠的重均分子量為140000g/mol，橡膠粒徑為400-500nm，阻尼系數(shù)為1.4；抗氧劑為Ciba公司的Irganox168；潤滑劑為市售的N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺。高阻尼硅橡膠是將硅橡膠、阻尼劑多丁酮肟基硅烷、白炭黑按重量比為95：2：3置于密煉機(jī)中，控制密煉溫度為100℃，轉(zhuǎn)速為100r/min，密煉30min得到的橡膠，硅橡膠的橡膠結(jié)構(gòu)單元為：其中，Rl＝-OHn1＝5，n2＝2。硅氧烷鏈段為柔性鏈段，R2鏈段為剛性鏈段，取代基的R1為高剛性基團(tuán)，軟硬段的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證硅橡膠具有較高的阻尼系數(shù)。表1組分及重量份實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5PC7565655540ABS2015203555高阻尼硅橡膠52015105抗氧劑0.20.20.30.50.1潤滑劑0.30.30.40.50.2制備方法如下：a.按照表1組分及重量稱取相應(yīng)的原料；b.然后先將PC樹脂、ABS樹脂、高阻尼硅橡膠、抗氧劑和潤滑劑混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；c.再將步驟b得到的混合物通過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，制得降噪消音PC/ABS合金粒子，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為220～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～700rpm。實施例6本實施例涉及一種降噪消音PC/ABS合金材料，其制備方法如下：a、按以下組分及重量稱取相應(yīng)的原料：b、首先將PC樹脂、ABS樹脂、高阻尼硅橡膠、抗氧劑和潤滑劑在混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；c、然后將混合物通過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，制得降噪消音PC/ABS合金粒子，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為220～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～700rpm。PC樹脂的相對分子量為18000g/mol，其玻璃化溫度為140℃，為酯交換法合成的PC樹脂；ABS樹脂相對分子量為120000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為20％，丙烯腈重量百分比含量為26％，苯乙烯重量百分比含量為54％；高阻尼硅橡膠分子量為180000g/mol，橡膠粒徑為600～700nm，阻尼系數(shù)為1.8，高阻尼硅橡膠是將硅橡膠、阻尼劑多烷氧基硅烷、白炭黑按重量比為85：5：10置于密煉機(jī)中，控制密煉溫度為180℃，轉(zhuǎn)速為30r/min，密煉8min得到的橡膠，硅橡膠的橡膠結(jié)構(gòu)單元為：其中，Rl＝-CN，n1＝10，n2＝5；抗氧劑Ciba公司的Irganox1010；潤滑劑為市售季戊四醇硬脂酸。實施例7本實施例涉及一種降噪消音PC/ABS合金材料，其制備方法同實施例6，所不同之處在于：按照以下組分及重量份備料：PC樹脂的相對分子量為32000g/mol，其玻璃化溫度為150℃，為光氣法合成的PC樹脂；ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組成的接枝共聚物，其相對分子量為185000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量為30％，丙烯腈重量百分比含量為25％，苯乙烯重量百分比含量為45％；高阻尼硅橡膠分子量為200000g/mol，橡膠粒徑為800-1000nm，阻尼系數(shù)為0.8，制備方法與實施例7相同；抗氧劑為抗氧劑Ciba公司的Irganox1076和Irganox168復(fù)配，比例為1:1；潤滑劑為甲撐雙硬脂酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺按1:1的混合物。實施例8實施效果為配合評價所制備的降噪PC/ABS合金塑料粒子的降噪效果，通過塑料制件噪音試驗機(jī)來評價所得PC/ABS合金的降噪效果，其主要原理為將兩塊塑料板分別置于試驗機(jī)上下兩個平面上，其中下平面為固定面，上平面可以做往復(fù)摩擦運動，同時上平面可以外加一定的載荷，載荷砝碼分別為100g，200g，400g，800g和1600g，在試驗機(jī)固定位置有聲波傳感器。試驗前需對空運轉(zhuǎn)的試驗機(jī)進(jìn)行聲波收集，并在實際測試中去除這部分聲波。最終評價結(jié)果以噪聲發(fā)生等級來表示：1600g載荷下無明顯噪音，則評為1級；若1600g載荷有明顯噪音，800g載荷無明顯噪音，則評價為2；若800g載荷有明顯噪音，400g載荷無明顯噪音，則評價為3；若400g載荷有明顯噪音，200g載荷無明顯噪音，則評價為4；若200g載荷有明顯噪音，100g載荷無明顯噪音，則評價為5；若100g載荷下即有明顯噪音則評為無級別。將以上實施例1～7制備的降噪PC/ABS合金材料注塑成100mm*100mm*4mm的高光板，然后通過塑料制件噪音試驗機(jī)進(jìn)行評級。另外，參照ISO527，ISO179，ISO178標(biāo)準(zhǔn)測試PC/ABS合金粒子的物性。測試結(jié)果如表2所示：表2實施例1～7的產(chǎn)品粗化時間和測試結(jié)果由表2可知，加高阻尼硅橡膠后，制備得到PC/ABS合金的發(fā)生噪音的風(fēng)險處較低，同時PC/ABS合金具有優(yōu)良的物理性能。對比例1本對比例的目的在于研究高阻尼硅橡膠的用量對本發(fā)明的降噪消音PC/ABS合金材料性能的影響；本對比例是在實施例4的基礎(chǔ)上調(diào)整高阻尼硅橡膠的用量分別為0,2,5,10,20,25重量份，并采用實施例8的方法對制得的PC/ABS合金材料進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下表3：表3由表3可知，高阻尼硅橡膠可以對降噪消音PC/ABS合金起到良好的增韌作用，尤其是對于材料的低溫韌性有著較大增強(qiáng)。高阻尼硅橡膠的最佳含量范圍為5-20份，當(dāng)高阻尼硅橡膠的含量低于5份時，PC/ABS合金粒子制備得到的塑料制件發(fā)生噪音的風(fēng)險為較大，達(dá)不到降噪消音的效果。當(dāng)高阻尼硅橡膠含量上升至25份時，材料的剛性下降明顯，整體無形不佳。因此為確保材料達(dá)到理想的降噪消音效果，同時兼顧材料物性，優(yōu)選的高阻尼硅橡膠的重量份為5-20之間。對比例2本對比例是在對比例1的研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究高阻尼硅橡膠的阻尼系數(shù)對本發(fā)明的降噪消音PC/ABS合金材料性能的影響；本對比例的組分及制備方法同實施例4，所不同之處在于，采用的高阻尼硅橡膠的阻尼系數(shù)分別為0.05，0.1，0.8，1.8，2.5同樣采用實施例8的方法對制得的PC/ABS合金材料進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下表4：表4由表4可知，所選擇硅橡膠的阻尼系數(shù)對PC/ABS合金的降噪效果有著明顯影響，當(dāng)阻尼系數(shù)較低時(0.05、0.01)，所制備的PC/ABS合金粒子的存在明顯的噪聲發(fā)生風(fēng)險，因此優(yōu)選的高阻尼橡膠的阻尼系數(shù)為0.5-2.5。對比例3本對比例是目的在于研究ABS樹脂丁二烯含量對制備的降噪消音PC/ABS合金物性的影響，本對比例的組分及制備方法同實施例4，所不同之處在于，采用的丁二烯比例為15％和55％，同樣采用實施例8的方法對制得的PC/ABS合金材料進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下表5：表5由表5可知，所選擇的ABS樹脂的丁二烯含量過高(55％)時，所制備的降噪消音PC/ABS合金材料的剛性不足，具體表現(xiàn)在合金材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲模量過低，考慮實際使用中的需要，優(yōu)選的丁二烯含量為15-30％。綜上所述，本發(fā)明的方法簡單易行，通過選擇將高阻尼硅橡膠添加到PC/ABS合金中，能夠有效增加PC/ABS合金材料的黏彈特性，噪聲產(chǎn)生的振動機(jī)械能引起PC/ABS體系內(nèi)高分子鏈段的內(nèi)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳?，降低噪聲發(fā)生的風(fēng)險。其中高阻尼硅橡膠的阻尼系數(shù)及用量對降噪消音PC/ABS的降噪效果有著明顯影響，另一方面，高阻尼硅橡膠亦是PC/ABS合金的有效增韌劑，在室溫及低溫(-40℃)下均能得到?jīng)_擊性能較好的降噪消音PC/ABS合金。實施例9一種降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的組分：聚碳酸酯樹脂40，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂55，高阻尼硅橡膠5，抗氧劑0.1，潤滑劑0.1。高阻尼硅橡膠是將硅橡膠、阻尼劑甲基三丁酮肟基硅烷、白炭黑按92:3:5置于密煉機(jī)中，控制密煉溫度為120℃，轉(zhuǎn)速50r/min，密煉12min密煉得到。其中，硅橡膠的橡膠結(jié)構(gòu)單元為：其中，R1＝-OH,n1＝2，n2＝1。硅氧烷鏈段為柔性鏈段，R2鏈段為剛性鏈段，取代基的R1為高剛性基團(tuán)，軟硬段的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證硅橡膠具有較高的阻尼系數(shù)。高阻尼硅橡膠粒徑大小為100nm，重均分子量為100000，橡膠阻尼系數(shù)為0.3。聚碳酸酯樹脂的分子量為18000，玻璃化溫度為140℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂的相對分子量為90000，其中丁二烯重量百分比含量為15％，丙烯腈重量百分比含量為20％，苯乙烯重量百分比含量為65％?？寡鮿?,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基-苯基)丙酸十八酯，潤滑劑為脂肪酸酰胺。降噪消音的PC/ABS合金材料的制備方法，采用以下步驟：a、將原料按配方加入混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；b、將所得混合物經(jīng)過失重式喂料機(jī)喂入擠出機(jī)，再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm，制備得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。實施例10一種降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的組分：聚碳酸酯樹脂50，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂35，高阻尼硅橡膠10，抗氧劑0.5，潤滑劑0.5。高阻尼硅橡膠是將硅橡膠、阻尼劑叔丁基三乙酰氧基硅烷、白炭黑按重量比為90：3：7混合置于密煉機(jī)中，控制密煉溫度為150℃，密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為60r/min，密煉15min得到的橡膠。硅橡膠的結(jié)構(gòu)如下所示，Rl＝-CN，n1＝10，n2＝5。制備得到的高阻尼硅橡膠粒徑大小為1000nm，重均分子量為200000，橡膠阻尼系數(shù)為2.5。聚碳酸酯樹脂的分子量為32000，玻璃化溫度為150℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂的相對分子量為185000，其中丁二烯重量百分比含量為30％，丙烯腈重量百分比含量為40％，苯乙烯重量百分比含量為30％?？寡鮿榱虼岫鹿瘐ィ瑵櫥瑒橛王０?。降噪消音的PC/ABS合金材料的制備方法，采用以下步驟：a、將原料按配方加入混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；b、將所得混合物經(jīng)過失重式喂料機(jī)喂入擠出機(jī)，再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為700rpm，制備得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。實施例11一種降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的組分：聚碳酸酯樹脂65，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂25，高阻尼硅橡膠8，抗氧劑0.8，潤滑劑0.8。高阻尼硅橡膠是將實施例9中的硅橡膠與阻尼劑及白炭黑在密煉機(jī)上進(jìn)行密煉制備得到，粒徑200nm，重均分子量為120000，橡膠阻尼系數(shù)為0.5，聚碳酸酯樹脂的分子量為18000，玻璃化溫度為140℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂的相對分子量為100000，其中丁二烯重量百分比含量為15％，丙烯腈重量百分比含量為40％，苯乙烯重量百分比含量為45％?？寡鮿槿?2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2，4-二叔丁基)季四醇二亞磷酸酯的混合物。潤滑劑為油酰胺、乙撐雙硬脂酰胺的混合物。降噪消音的PC/ABS合金材料的制備方法，采用以下步驟：a、將原料按配方加入混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；b、將所得混合物經(jīng)過失重式喂料機(jī)喂入擠出機(jī)，再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400rpm，制備得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。實施例12一種降噪消音的PC/ABS合金材料，包括以下重量份含量的組分：聚碳酸酯樹脂75，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂15，高阻尼硅橡膠20，抗氧劑1，潤滑劑1份。高阻尼硅橡膠是將實施例10中的硅橡膠與阻尼劑及白炭黑在密煉機(jī)上進(jìn)行密煉制備得到，粒徑700nm，重均分子量為180000，橡膠阻尼系數(shù)為2.5，聚碳酸酯樹脂的分子量為32000，玻璃化溫度為150℃。丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂的相對分子量為100000，其中丁二烯重量百分比含量為15％，丙烯腈重量百分比含量為40％，苯乙烯重量百分比含量為45％?？寡鮿槿?2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2，4-二叔丁基)季四醇二亞磷酸酯的混合物。潤滑劑為油酰胺、聚烯烴蠟的混合物。降噪消音的PC/ABS合金材料的制備方法，采用以下步驟：a、將原料按配方加入混合攪拌機(jī)中進(jìn)行混合；b、將所得混合物經(jīng)過失重式喂料機(jī)喂入擠出機(jī)，再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混造粒，控制雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為600rpm，制備得到降噪消音PC/ABS合金材料粒子。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。當(dāng)前第1頁1 2 3