本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低密度、高耐熱pc/abs合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
pc/abs合金材料是由聚碳酸酯(pc)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)混煉而成的改性塑料。聚碳酸酯(pc)是一種分子鏈重復(fù)單元為碳酸酯型的聚合物，具有沖擊強(qiáng)度高、抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性好、耐熱、介電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，也存在加工流動(dòng)性差、易應(yīng)力開裂、對(duì)缺口敏感、耐化學(xué)藥品性差等缺點(diǎn)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(abs樹脂)具有良好的韌性、剛性和加工性，但是在其他力學(xué)性能等方面有欠缺。pc/abs合金性能可以彌補(bǔ)單組分材料的不足，達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。
現(xiàn)有技術(shù)中，pc/abs合金在通訊電子、家用電器以及汽車行業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有的pc/abs合金材料一般采用提高pc含量的方式來(lái)達(dá)到提高其合金材料的耐熱性能，最終塑料制品的重量也相應(yīng)提高，導(dǎo)致材料不能滿足輕量化的要求，而限制了材料的應(yīng)用及發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種低密度、高耐熱pc/abs合金材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中pc/abs合金材料重量大的技術(shù)問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種低密度、高耐熱pc/abs合金材料，所述低密、度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：pc樹脂30～40份、abs30～45份、增韌劑5～10份、苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物10～20份、sam1～5份、熱穩(wěn)定劑1～3份、抗氧劑0.5～1份、潤(rùn)滑劑0.5～1份、助劑0～3份，其中sam為苯乙烯、丙烯腈和馬來(lái)酸酐三種單體共聚而成的三元無(wú)規(guī)共聚物。
優(yōu)選的，所述pc樹脂為重均分子量分布為23000～26000的樹脂。
優(yōu)選的，所述增韌劑位橡膠粒徑為150nm～380nm復(fù)配的雙峰結(jié)構(gòu)mbs增韌劑。
優(yōu)選的，所述苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物為苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺直接共聚或苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物的酰亞胺化合成物的至少一種。
優(yōu)選的，所述熱穩(wěn)定劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元無(wú)規(guī)共聚物、磷酸鹽類穩(wěn)定劑中的至少一種，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、戊四醇硬脂酸酯中的至少一種。
優(yōu)選的，所述金屬鹽為氯化鋁、硫酸鋁、氯化鎂、硫酸鎂、氯化鐵和硫酸鐵中的至少一種。
優(yōu)選的，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一種，所述受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1076，硫代酯類抗氧劑為dltp，亞磷酸酯類抗氧劑為抗氧劑168。
優(yōu)選的，所述助劑為紫外線吸收劑、表面光亮劑、光穩(wěn)定劑、硫代酯類穩(wěn)定劑、抗靜電劑、著色劑中的一種。
所述紫外光吸收劑為苯并三唑類、水楊酸酯類、三嗪類和受阻胺類中的一種；所述表面光亮劑為芥酸酰胺類、單硬脂酸甘油酯、油酸酰胺類中的一種；所述光穩(wěn)定劑為受阻胺光穩(wěn)定劑、氧化鈦中的一種；所述硫代酯類穩(wěn)定劑為含硫的立體磷酸酯類穩(wěn)定劑；所述抗靜電劑為十八烷基磺酸鹽、十六烷基季銨鹽類、乙氧基化烷基胺中的一種；所述著色劑為碳黑、檸檬黃、靛藍(lán)、酞菁綠中的一種。
一種低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，加入到高速混料機(jī)中，設(shè)定高速混料機(jī)轉(zhuǎn)速400～600rpm/min，混合2～6min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為400～550r/min，主喂料15～25hz，真空度為-0.04～-0.08mpa，溫度為235～270℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為700～900rpm，收集粒料即可。
本發(fā)明提供一種低密度、高耐熱pc/abs合金材料及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明低密度、高耐熱pc/abs合金材料注塑的產(chǎn)品制件具有優(yōu)異的高耐水解性、高熱穩(wěn)定性，同時(shí)具備密度低、耐熱高、韌性高等特性，密度比同等耐熱性能的pc/abs合金材料降低4％～8％左右，為材料的輕量化發(fā)展做出了貢獻(xiàn)；
本發(fā)明通過(guò)苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物的苯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)與abs中的苯乙烯存在結(jié)構(gòu)上的一致性，再通過(guò)sam的增容作用進(jìn)一步提高pc/abs合金的界面相容性，使苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物與pc/abs合金材料存在完美的相容體系，該相容體系不僅能夠優(yōu)化pc/abs的“海-島”相分布，同時(shí)引入馬來(lái)酰亞胺組分，從微觀上填充了pc和abs之間的界面間隙，大大提高了復(fù)合材料的耐熱性能、抗沖擊性能，降低了材料的密度；
本發(fā)明低密度、高耐熱pc/abs合金材料的熱穩(wěn)定性高，材料中由于熱穩(wěn)定劑的加入以及采用硫代酯類等助劑，材料具有高熱穩(wěn)定性，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元無(wú)規(guī)共聚物或者磷酸鹽類穩(wěn)定劑，與pc分子鏈上的羧基結(jié)合進(jìn)行封端，硫代酯類等助劑吸收降解過(guò)程中產(chǎn)生的-oh基團(tuán)，使環(huán)境維持較弱的酸性環(huán)境，抑制復(fù)合材料的降解，同時(shí)含硫基團(tuán)本身對(duì)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性有明顯提升效果；
本發(fā)明低密度、高耐熱pc/abs合金材料根據(jù)本行業(yè)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)其在密度為1.07-1.10g/cm3、維卡軟化點(diǎn)溫度大于120℃，懸臂梁缺口沖擊大于50kj/m2，表明本材料具備密度低，耐熱高，韌性好的特性。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例中，mbs為增韌劑；sam為上海華雯電子生產(chǎn)的sma-800；苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物為基于苯乙烯與馬來(lái)酰亞胺直接共聚或苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物(sma)的酰亞胺化合成的至少一種，如日本電化學(xué)的ms-nb；mbs是橡膠粒徑為150nm～380nm復(fù)配的雙峰結(jié)構(gòu)mbs增韌劑，如dow公司的exl-2691a；
實(shí)施例1：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，pc樹脂30份、abs38份、mbs增韌劑5份、苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物20份、sam5份、熱穩(wěn)定劑2份、抗氧劑0.6份、潤(rùn)滑劑0.5份、助劑1份，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，主喂料20hz，真空度為-0.06mpa，溫度為255℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800rpm，收集粒料即可。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，主喂料20hz，真空度為-0.06mpa，溫度為255℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800rpm，收集粒料即可。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，主喂料20hz，真空度為-0.06mpa，溫度為255℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800rpm，收集粒料即可。
實(shí)施例4：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，主喂料20hz，真空度為-0.06mpa，溫度為255℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800rpm，收集粒料即可。
實(shí)施例5：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
其中助劑為光穩(wěn)定劑，且為受阻胺光穩(wěn)定劑；潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、戊四醇硬脂酸酯混合而成；抗氧劑為抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑dltp混合而成；熱穩(wěn)定劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯的三元無(wú)規(guī)共聚物、磷酸鹽類穩(wěn)定劑混合而成；潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟、硬脂酸鹽、戊四醇硬脂酸酯混合而成；
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為550r/min，主喂料25hz，真空度為-0.08mpa，溫度為270℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為900rpm，收集粒料即可。
實(shí)施例6：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料由以下重量份的原料制成：
本實(shí)施例低密度、高耐熱pc/abs合金材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、按原料重量份稱取原料，依次加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min，出料，得到混合物；
s2、將步驟s1制得的混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，其中雙螺桿擠出機(jī)選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為40r/min，主喂料15hz，真空度為-0.04mpa，溫度為235℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為700rpm，收集粒料即可。
對(duì)比例：
本對(duì)比例中的低密度、高耐熱pc/abs復(fù)合材料(參考耐熱性效果相接近)是由下列原料按重量份組成：
具體制備方法包括以下步驟：
s1、按配比，稱取原料pc65份、abs30份、mbs5份、抗氧劑10760.3份、抗氧劑1680.3份、潤(rùn)滑劑0.5份依次稱重加入到高速混料機(jī)中(設(shè)定轉(zhuǎn)速500rpm/min)，混合4min至均勻，出料，得到混合物；
s2、將混合物投入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，選用強(qiáng)剪切的螺桿組合，設(shè)定雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min，主喂料20hz，真空度為-0.06mpa，溫度為255℃，經(jīng)擠出造粒，切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速為800rpm。
將上述實(shí)施例1-4以及對(duì)比例制得的低密度、高耐熱pc/abs復(fù)合材料主要物性指標(biāo)根據(jù)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)、密度、維卡軟化溫度。其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)結(jié)果如表1所示：
表1不同材料物性指標(biāo)測(cè)試結(jié)果
綜上所述，本發(fā)明制備的低密度、高耐熱pc/abs合金材料在23°c條件懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度大于50kj/m2、維卡軟化溫度大于120°c、密度在1.07-1.10g/cm3，比同等耐熱性能的pc/abs合金材料降低4％-8％左右，材料也達(dá)到了完美的剛韌平衡狀態(tài)，滿足了當(dāng)前汽車材料輕量化發(fā)展的要求，極具市場(chǎng)應(yīng)用前景；
本發(fā)明制備的低密度、高耐熱pc/abs合金材料由于苯乙烯-馬來(lái)酰亞胺共聚物的加入，從微觀上填充了界面間隙，優(yōu)化pc/abs的“海-島”相分布，使得材料的抗沖擊性能、剛性都比相同pc含量的pc/abs合金大大提高；
本發(fā)明制備的低密度、高耐熱pc/abs合金材料由于熱穩(wěn)定劑以及硫代酯類等加入，材料耐水解性和熱穩(wěn)定性大大提高。
需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。