一種低析出高填充高模量阻燃pc/abs組合物的制作方法
【專利摘要】一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，包括聚碳酸酯(PC)、含磷阻燃劑、丙烯腈?丁二烯?苯乙烯接枝共聚物(ABS)、無機(jī)填料、抗沖擊改性劑，先將丙烯腈?丁二烯?苯乙烯接枝共聚物(ABS)、無機(jī)填料與抗沖擊改性劑投入密煉機(jī)中，220℃混合5?10min，然后破碎，再在擠出機(jī)中造粒，獲得一步料，再將一步料與剩余物料混合制得。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明使用的一步料簡(jiǎn)單易得，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，能有效去除去材料分子中小分子物質(zhì)的同時(shí)，又能顯著提高材料的機(jī)械性能；材料可用于電視機(jī)，汽車，通訊等行業(yè)。
【專利說明】
一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于高分子改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS 組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯(PC)是一種具有優(yōu)良物理機(jī)械性能的熱塑性工程塑料，其透明性和阻燃 性優(yōu)良，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域;但由于聚碳酸酯(PC)分子鏈剛性大，熔體粘度高，易產(chǎn)生應(yīng) 力開裂，抗溶劑性差，高溫下遇水易分解等缺點(diǎn)，在一定程度上限制了其使用范圍。一般通 過改性技術(shù)，通過丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)的加入改善其加工性和內(nèi)應(yīng)力， 添加沖擊改善劑來改善聚碳酸酯(PC)組合物的韌性，同時(shí)通過加入填充物來提高材料的剛 性。由于填料加工過程中表面會(huì)添加一些表面處理劑來改善材料的分散和界面性能，同時(shí) ABS和沖擊改善劑在合成時(shí)，會(huì)引入分散劑或其他助劑，制成阻燃PC/ABS組合物后，由于聚 碳酸酯(PC)分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這些小分子物質(zhì)會(huì)引起聚碳酸酯(PC)的降解，同時(shí)小分子物 質(zhì)也易發(fā)生析出，從而導(dǎo)致制件表面水花和殘留模垢等缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀和產(chǎn)品連 續(xù)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，該組合物通過 一步料的制備，在提高材料剛性的同時(shí)，可顯著降低注塑過程產(chǎn)生水花和模垢的機(jī)會(huì)。
[0004] 本發(fā)明在研究中發(fā)現(xiàn)，通過一步料的生產(chǎn)，通過其與阻燃劑、聚碳酸酯(PC)適當(dāng)比 例的搭配，在提高阻燃PC/ABS的剛性的同時(shí)，有效解決丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物 (ABS)、無機(jī)填料和抗沖擊改性劑中小分子物質(zhì)引起的水花和模垢等問題，顯著改善產(chǎn)品的 外觀，同時(shí)提高材料性能。其采用的具體技術(shù)方案如下：
[0005] -種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，包括聚碳酸酯(PC)、含磷阻燃劑、丙 稀腈-丁二稀-苯乙稀接枝共聚物(ABS)、無機(jī)填料、抗沖擊改性劑，先將丙稀腈-丁二稀-苯 乙烯接枝共聚物(ABS)、無機(jī)填料與抗沖擊改性劑投入密煉機(jī)中，220°C混合5-10min，然后 破碎，再在擠出機(jī)中造粒，獲得一步料，再將一步料與剩余物料混合制得。高填充的無機(jī)填 料母粒，通過密煉機(jī)的混合，能得到初步的混合與分散；
[0006] 進(jìn)一步的，所述聚碳酸酯（PC)的數(shù)均分子量在20000-40000之間，優(yōu)選在25000-37000之間。
[0007] 進(jìn)一步的，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)選用乳液法或本體法制 備的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)。
[0008] 進(jìn)一步的，所述無機(jī)填料為滑石粉、高嶺土、硅灰石、云母或埃洛石中的一種或幾 種的混合物。
[0009] 進(jìn)一步的，所述抗沖擊改性劑使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物 (MBS)，核為有機(jī)硅/丙烯酸，殼為甲基丙烯酸甲酯的核殼結(jié)構(gòu)的硅系抗沖擊改性劑。
[0010]進(jìn)一步的，所述含磷阻燃劑為雙酚A雙磷酸二苯酯(BDP)、間苯二酚雙二苯基磷酸 酯(RDP)或磷酸三苯酯(TPP)中的一種或幾種的混合物。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述組合物中按重量百分比計(jì)聚碳酸酯(PC)占40-75%、含磷阻燃劑占 5-20%、一步料占 15-45%。
[0012]進(jìn)一步的，所述組合物中按重量百分比計(jì)聚碳酸酯(PC)占45-70%%、含磷阻燃劑 占 5-15 %、一步料占 20-40 %。
[0013]進(jìn)一步的，所述一步料中，按重量百分比計(jì)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物 (ABS)占30%-40%、填料占45%-55%、抗沖擊改性劑占10%-20%。
[0014]進(jìn)一步的，所述一步料的生產(chǎn)方法為：
[0015] (1)按重量百分比將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)、無機(jī)填料、抗沖擊 改性劑投入高混機(jī)里均勻混合l_3min，在密煉機(jī)中充分密煉均勻，然后將密煉得到的混合 物破碎；
[0016] (2)將破碎后的混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口投入，所述熔融擠出的條件為： 一區(qū)溫度180-210°(：，二區(qū)溫度190-220°(：，三區(qū)溫度190-230°(：，四區(qū)溫度190-240°(：，五區(qū) 溫度190-240°C，六區(qū)溫度190-240°C，七區(qū)溫度190-240°C，八區(qū)溫度190-240°C，九區(qū)溫度 190-240°C，十區(qū)溫度190-240°C，十一區(qū)溫度190-240°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘，制得一 步料塑料顆粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為48:1;
[0017] (3)-步料生產(chǎn)過程中，在螺筒的第三區(qū)和第五區(qū)分別注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-30% 液態(tài)水，同時(shí)在螺筒的第七區(qū)和第十區(qū)設(shè)置雙真空設(shè)備。
[0018] 本發(fā)明通過一步料的擠出生產(chǎn)，由于液態(tài)水在高溫下?lián)]發(fā)，溶解帶出無機(jī)填料、丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)和抗沖擊改性劑中的小分子物質(zhì)，同時(shí)配合雙真空 的作用，有效的將揮發(fā)物帶出螺筒，生產(chǎn)得到一步料，生產(chǎn)完需烘干后再使用;此方法能有 效的將填充物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)和抗沖擊改性劑的小分子物質(zhì)分 離，特別是填充物表面處理劑，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)和抗沖擊改性劑合 成過程中添加的弱堿性分散劑，這樣能有效避免改性過程中聚碳酸酯(PC)的降解，提高材 料的綜合性能，也能有效避免后續(xù)成型過程中的小分子物質(zhì)析出等問題；由于一步料在生 產(chǎn)過程中的小分子物質(zhì)的抽離，在一定程度上提高了材料的阻燃性能。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明使用的一步料簡(jiǎn)單易得，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，能 有效去除去材料分子中小分子物質(zhì)的同時(shí)，又能顯著提高材料的機(jī)械性能;材料可用于電 視機(jī)，汽車，通訊等行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì) 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，需要說明的是，在不沖 突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0021] 實(shí)施例1:
[0022] 本發(fā)明所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，首先制備一步料，先 將按重量百分比計(jì)的35%的ABS、15%的抗沖擊改性劑MBS、50%的無機(jī)填料在高混機(jī)里均 勻混合l-3min，得到預(yù)混料;將預(yù)混料在密煉機(jī)中充分密煉均勻，然后將密煉得到的混合物 破碎;按照本發(fā)明所述方法將破碎后的混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，制得一步料YBL-ABS塑料 顆粒。按重量百分比計(jì)所述一步料占40%，PC占49.3%，BDP占13%，其他助劑占0.7%，所述 其他助劑包括抗氧劑和抗滴落劑，將上述材料按本發(fā)明所述方法制得低析出高填充高模量 阻燃PC/ABS組合物。
[0023] 實(shí)施例2:
[0024]本發(fā)明所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，首先制備一步料，先 將按重量百分比計(jì)的35%的ABS、15%的抗沖擊改性劑MBS、50%的無機(jī)填料在高混機(jī)里均 勻混合l-3min，得到預(yù)混料;將預(yù)混料在密煉機(jī)中充分密煉均勻，然后將密煉得到的混合物 破碎;按照本發(fā)明所述方法將破碎后的混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，制得一步料YBL-ABS塑料 顆粒。按重量百分比計(jì)所述一步料占30%，PC占57.3%，BDP占12%，其他助劑占0.7%，所述 其他助劑包括抗氧劑和抗滴落劑，將上述材料按本發(fā)明所述方法制得低析出高填充高模量 阻燃PC/ABS組合物。
[0025] 實(shí)施例3:
[0026]本發(fā)明所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，首先制備一步料，先 將按重量百分比計(jì)的35%的ABS、15%的抗沖擊改性劑MBS、50%的無機(jī)填料在高混機(jī)里均 勻混合l-3min，得到預(yù)混料;將預(yù)混料在密煉機(jī)中充分密煉均勻，然后將密煉得到的混合物 破碎;按照本發(fā)明所述方法將破碎后的混合物投入雙螺桿擠出機(jī)，制得一步料YBL-ABS塑料 顆粒。按重量百分比計(jì)所述一步料占20 %，PC占69.3 %，BDP占10 %，其他助劑占0.7%，所述 其他助劑包括抗氧劑和抗滴落劑，將上述材料按本發(fā)明所述方法制得低析出高填充高模量 阻燃PC/ABS組合物。
[0027] 對(duì)比例1:
[0028] -種與本發(fā)明所述組合物對(duì)比用的PC/ABS組合物，按重量百分比計(jì)PC占47.3%， ABS占14%，MBS占6%，滑石粉占20%，其他助劑占0.7%，所述其他助劑包括抗氧劑和抗滴 落劑，將以上物質(zhì)共混，制得一種PC/ABS組合物。
[0029] 對(duì)比例2:
[0030] 一種與本發(fā)明所述組合物對(duì)比用的PC/ABS組合物，按重量百分比計(jì)PC占61.3%， ABS占10.5%，冊(cè)3占4.5%，滑石粉占20%，80?占12%，其他助劑占0.7%，所述其他助劑包 括抗氧劑和抗滴落劑，將以上物質(zhì)共混，制得一種PC/ABS組合物。
[0031] 對(duì)比例3:
[0032] 一種與本發(fā)明所述組合物對(duì)比用的PC/ABS組合物，按重量百分比計(jì)PC占64.3%， ABS占7%，MBS占3%，滑石粉占10%，BDP占10%，其他助劑占0.7%，所述其他助劑包括抗氧 劑和抗滴落劑，將以上物質(zhì)共混，制得一種PC/ABS組合物。
[0033] 對(duì)以上實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、對(duì)比例1、對(duì)比例2、對(duì)比例3，所述的PC/ABS組 合物進(jìn)行性能測(cè)試：
[0034]模垢評(píng)價(jià)方法:注塑40*60*2mm的方板，連續(xù)注塑100模，從固定排氣口可刮下來的 模垢重量。
[0035] 拉伸強(qiáng)度:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D638,在Zwick電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；
[0036] 拉伸強(qiáng)度:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D638,在Zwick電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；
[0037] 拉伸強(qiáng)度:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D638,在Zwick電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；
[0038] 懸臂梁缺口沖擊:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTM D256,在Zwick電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；
[0039] 阻燃等級(jí)：測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)UL94。
[0040] 表1PC/ABS組合物性能測(cè)試結(jié)果
[0041]
[0042] 從表1結(jié)果中可以看出，使用一步料的配方，可以顯著降低產(chǎn)生模垢的機(jī)會(huì)，同時(shí) 所制得的材料具有優(yōu)異的剛性，同時(shí)材料的韌性和阻燃性能較傳統(tǒng)改性方法相比更優(yōu)異。 其他助劑的加入可以更有效的提高組合物的各項(xiàng)性能，但不加入其他助劑并不影響本發(fā)明 所述組合物的技術(shù)效果。
[0043] 本發(fā)明所述的PC/ABS組合物已經(jīng)通過具體的實(shí)施例進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以借鑒本發(fā)明的內(nèi)容適當(dāng)改變組合物成分、配比等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān) 改變都沒有脫離本發(fā)明的內(nèi)容，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同 替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，包括聚碳酸酯、含磷阻燃劑、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、無機(jī)填料、抗沖擊改性劑，其特征在于，先將丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯接枝共聚物、無機(jī)填料與抗沖擊改性劑投入密煉機(jī)中，220 °C混合5-10min，然后破碎， 再在擠出機(jī)中造粒，獲得一步料，再將一步料與剩余物料混合制得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述聚碳酸酯的數(shù)均分子量在20000-40000之間，優(yōu)選在25000-37000之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物選用乳液法或本體法制備的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 接枝共聚物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述無機(jī)填料為滑石粉、高嶺土、硅灰石、云母或埃洛石中的一種或幾種的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述抗沖擊改性劑使用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，核為有機(jī)硅/丙烯酸，殼 為甲基丙烯酸甲酯的核殼結(jié)構(gòu)的硅系抗沖擊改性劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述含磷阻燃劑為雙酚A雙磷酸二苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯或磷酸三苯酯中的一種或 幾種的混合物。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述組合物中按重量百分比計(jì)聚碳酸酯占40-75%、含磷阻燃劑占5-20%、一步料占15-45%。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述組合物中按重量百分比計(jì)聚碳酸酯占45-70 % %、含磷阻燃劑占5-15%、一步料占20- 40% 〇9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于，所 述一步料中，按重量百分比計(jì)丙稀腈-丁二稀-苯乙稀接枝共聚物占30 %-40 %、填料占 45 % -55 %、抗沖擊改性劑占10 % -20 %。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低析出高填充高模量阻燃PC/ABS組合物，其特征在于， 所述一步料的生產(chǎn)方法為： (1) 按重量百分比將丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物、無機(jī)填料、抗沖擊改性劑投入 高混機(jī)里均勻混合l-3min，在密煉機(jī)中充分密煉均勻，然后將密煉得到的混合物破碎； (2) 將破碎后的混合物從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口投入，所述熔融擠出的條件為:一區(qū) 溫度180-210°(：，二區(qū)溫度190-220°(：，三區(qū)溫度190-230°(：，四區(qū)溫度190-240°(：，五區(qū)溫度 190-240°C，六區(qū)溫度190-240°C，七區(qū)溫度190-240°C，八區(qū)溫度190-240°C，九區(qū)溫度190-240°(：，十區(qū)溫度190-240°(：，^^一區(qū)溫度190-240°C，主機(jī)轉(zhuǎn)速250-600轉(zhuǎn)/分鐘，制得一步料 塑料顆粒，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長(zhǎng)徑比為48:1; (3) -步料生產(chǎn)過程中，在螺筒的第三區(qū)和第五區(qū)分別注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-30%液態(tài) 水，同時(shí)在螺筒的第七區(qū)和第十區(qū)設(shè)置雙真空設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK105885378SQ201610279822
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】陳勇文, 艾軍偉, 佟偉, 何繼輝, 李明昆, 岑茵, 張現(xiàn)軍, 陶四平
【申請(qǐng)人】天津金發(fā)新材料有限公司