CN111500042B - 一种哑光pc/abs合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种哑光PC/ABS合金材料及其制备方法，包括聚碳酸酯树脂、ABS树脂、增韧剂、有机哑光剂、无机哑光剂、抗氧剂和其他助剂。本发明采用特殊的有机哑光剂并配合经过处理的无机哑光剂赋予材料哑光性能，对材料的机械性能影响较小，且不依赖于高ABS含量；即使在无皮纹模具下也可注塑做到哑光，使PC/ABS合金耐热温度较高，特别适用于使用环境要求比较高的场合，特别是室内家用电器、照明等制品表面无皮纹的领域。

Description

一种哑光PC/ABS合金材料及其制备方法

技术领域

本发明属于工程塑料领域，特别涉及一种哑光PC/ABS合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯树脂是一种通用工程塑料，具有透明性、耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性等 各方面的优点，且由于其上述优异的特性，在工业上被广泛用作汽车领域、打印机等办公 设备领域、移动电话等电气、电子领域的材料。PC/ABS作为合金中的主要一种，兼具PC的耐热、韧性和ABS的加工性能，是在电子电气、家用电器等行业具有广泛影响。近几年， 在家用电器和照明行业，为了全新的造型需要和减少室内人员对电器的视觉疲劳，对塑料 外壳的哑光提出了越来越高的要求。与汽车内饰领域内要求不同的是，需要极在细皮纹或 者无皮纹模具基础上实现哑光。常用的降低塑料表面光泽度方法包括降低PC/ABS相容性、 添加哑光树脂、反应性树脂或无机填料等，配合汽车内饰不同种类皮纹，均可实现哑光， 但是当模具没有皮纹时，哑光效果非常不明显，另外还存在光泽效果不均匀或者严重降低 材料力学性能等缺陷，不能满足客户要求。

另外针对家用电器或照明行业，通过在实际工况中存在放热，因此对耐热也有较高要 求，通常需要热变形温度大于100℃，且对韧性要求不能降低，ISO缺口冲击强度需要大 于50kJ/m²，以应对意外暴力破坏。因此PC/ABS合金中ABS比例不能过高，否则会出现 变形等问题，然而ABS添加较少对达到哑光目的设置了更大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种哑光PC/ABS合金材料及其制备方法，该合金 材料解决了现有技术中在实现哑光效果的同时存在光泽效果不均匀或者严重降低材料力 学性能等缺陷。

本发明提供了一种哑光PC/ABS合金材料，按质量份数，包括如下组分：

优选的，所述哑光PC/ABS合金材料，按质量份数，包括如下组分：

所述聚碳酸酯树脂是指芳香族羟基化合物与光气或碳酸二酯反应、或芳香族羟基化合 物和少量的多羟基化合物与光气或碳酸二酯反应得到的具有支链的热塑性芳香族聚碳酸 酯聚合物或共聚物。上述芳香族聚碳酸酯树脂的制造方法没有特别限制，可采用目前公知 的技术方法，如光气法(界面聚合法)、熔融法(酯交换法)等。为了改善成型体外观和流动性，本发明中所述聚碳酸酯树脂的分子量是适当选择的，为粘均分子量10000～40000的芳香族聚碳酸酯中的至少一种。上述由溶液粘度换算得到的粘均分子量[Mv]通常为10000以上，优选为12000以上，且通常为40000以下，优选为30000以下，更优选为25000 以下。通过将粘均分子量设定为前述范围内，可以保证本发明的聚碳酸酯树脂组合物的机 械强度，在用于机械强度要求高的用途时是更优选的，另外可保证薄壁成型时的高流动性。

所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚 物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘 油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸类增韧剂和有机硅橡胶 接枝物增韧剂中的至少一种。更优选为所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚 物增韧剂，其中该增韧剂中橡胶成分的体积平均粒径为180～2000nm，优选为230～1400nm， 更优选为300～1200nm，进一步优选为330～700nm。通过使橡胶成分的体积平均粒径在 330-700nm范围内，可得到较好的耐冲击性。

所述有机哑光剂为酰胺共聚物、SEBS、凝胶化的SAN、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。优选有机哑光剂为MH2030，原本是一种抗静电剂，在本发明中与基体 树脂相容性更好，哑光效果更均匀。

所述无机哑光剂为经过表面处理的无机哑光剂。所述无机哑光剂为硫酸钡、碳酸钙、 二氧化硅、高岭土、滑石粉中的至少一种。优选的，所述无机哑光剂为滑石粉。优选的滑石粉的粒度D50为0.5-3.5μm，且滑石粉的比表面积为15-40m²/g；更优选为粒度D50为 0.5-2.5μm，且其粒度D95<8μm，且其比表面积为12-25m²/g的滑石粉。

表面处理方法如下：

将滑石粉在电热鼓风干燥箱中100℃下干燥3h；冷却后，将粉体转移到高速混合器中， 在1000r/min的转速搅拌下喷雾加入硅烷偶联剂(十六烷基三甲氧基硅烷)质量分数为20％的稀释液；升温至110℃继续搅拌0.5h，最后在110℃下干燥4h，密封后使用。

所述抗氧剂为质量比1.0:0.5～1.0的主抗氧剂和辅抗氧剂或者仅加入主抗氧剂。

所述主抗氧剂和辅抗氧剂可以包括下述种类的抗氧剂：

丙烯酯类抗氧剂，可以包括但不限于十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；

亚磷酸酯类抗氧剂，可以包括但不限于三(壬基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基) 季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯；

烷基化的单酚或多酚、多酚与二烯的烷基化的反应产物，如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4- 羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、对甲酚或二环戊二烯的丁基化的反应产物；烷基化的对苯二酚； 羟基化的硫代二苯醚；烷叉基双酚；苄基化合物；β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一 元或多元醇的酯；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯；硫代烷基 或硫代芳基化合物的酯，如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二十三烷基硫代 二丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3,5-二-叔丁基4-羟基苯基)丙酸酯；β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯 基)-丙酸的酰胺。

优选的，主抗氧剂为Chinox 1076，辅抗氧剂为THANOX 168。

所述其他助剂为润滑剂和/或抗滴落剂。

本发明中使用的润滑剂选用硬脂酸甘油酯，抗滴落剂选用AS包覆盖的PTFE。

本发明还提供了一种哑光PC/ABS合金材料的制备方法，包括：

(1)按配方称取原料，将原料依次投入混合机中共混至均匀，得到预混物；

(2)将步骤(1)中制备所得的预混物投入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中熔融混合 并挤出造粒，即得。

所述步骤(2)中的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40～45:1，螺筒温度为250～280℃， 螺杆转速为400～500rpm。

本发明还提供了一种哑光PC/ABS合金材料的应用。

有益效果

本发明采用特殊的有机哑光剂，加入到PC后可极大降低PC的光泽度，而不依赖于过 高的ABS中的橡胶含量；同时配合经过处理的无机哑光剂，在几乎不降低材料力学性能的 同时进一步降低PC/ABS合金的光泽度，且光泽效果均匀。由于不依赖于高橡胶含量，所得PC/ABS合金耐热温度较高，且PC的高韧性特性也得以保持，特别适用于使用环境要 求比较高的场合，特别是室内家用电器、照明等制品表面无皮纹的领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而 不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。

具体实施例和对比例所采用的原料如下所述：

PC树脂选用粘均分子量为22000的PC S-2000F(日本三菱)；增韧剂选用日本钟化的M-701；有机哑光剂选用MH2030(法国阿科玛)，其他有机哑光剂选用BMAT(市售)； 无机哑光剂选用Jetfine 3CA(法国IMERY)。抗氧剂选用Chinox 1076，即β-(3,5-二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(CAS NO.：〔2082-79-3〕)；其他助剂中的润滑剂选用 UNISTER-M9676(日本日油)。

按照表1所述配方中各原料用量分别称取聚碳酸酯树脂、ABS树脂、增韧剂、有机哑光剂、无机哑光剂、抗氧剂和其他助剂后依次投入混合机中共混至均匀，得到预混物；然 后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合并挤出造粒，制得所述哑光PC/ABS合金材 料。其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1，螺筒温度为260～280℃，螺杆转速为 400～500rpm。

对制得的哑光PC/ABS合金材料分别测试了进行缺口悬臂梁冲击强度、耐热性和60° 光泽度的测定，测试所参照标准或方法如下所述。

(1)悬臂梁冲击强度的测定方法：使用4.0mm厚的模制缺口悬臂梁冲击棒测定缺口悬臂梁冲击强度。根据ISO 180测定缺口悬臂梁冲击强度，以kJ/m²记录结果，测试于室 温(23℃)下进行。

(2)耐热性：使用热挠曲温度(HDT)表示，温度越高表明耐热性能越好。根据测 试标准ISO75-1，在1.82MPa负载下，用4.0mm厚度的棒平放测定HDT，以℃记录结果。

(3)60°光泽度的测定方法：将所得材料，在250℃下注塑，注塑成2mm×100mm×100mm 方板，模具表面光洁无皮纹，模具温度30℃。采用60°光泽度仪按照标准GB/T 8807测试 方板的光泽度。

(4)哑光均匀程度测定方法：将所得材料，在250℃下注塑，注塑成 2mm×100mm×100mm方板，模具表面光洁无皮纹，模具温度30℃。肉眼观察方板表面， 判断为均匀或不均匀

上述测试结果参见表1。

表1实施例1～5和对比例1～6用量(单位：重量份)和性能测试结果

可以看出，实施例1～5与对比例1～6所制得的复合材料相比，对比例1仅加入有机哑 光剂，在光板上光泽度为46，不能满足一些高哑光要求的场合；对比例2使用的常规BMAT哑光剂，带来哑光的同时较大幅度降低了材料耐热温度，且在板表面光泽均匀度较差；对比例3仅使用无机哑光剂，降低光泽度程度有限；对比例4为不加任何哑光剂配方，耐热 和韧性等性能较高，但是不能使用在有哑光需要的领域；对比例5为使用常规BMAT哑光 剂，可以降低材料光泽度，但是由于自身耐热温度低，严重降低材料的耐热温度，另外光 泽均匀度较差；对比例6，使用未经处理的无机哑光剂，由于分散不均匀，对材料韧性影 响较大，另外光泽度下降也不能满足要求；或多或少不能同时满足无皮纹产品表面需要的 哑光效果和特殊使用环境下高耐热(耐热温度大于100℃)等要求。不同于对比例1～6， 本发明实施例所制得的哑光PC/ABS合金材料使用特殊的有机哑光剂，对PC耐热影响较 小，且可做到光泽度均匀，在特殊表面处理的无机哑光粉的帮助下，光泽度可以进一步降 低，甚至做到10以下的超哑光效果，且力学性能仍然可较高程度保持，ISO缺口冲击强度 达到50kJ/m²以上，热变形温度超过100℃。

本发明所制得的哑光PC/ABS合金材料产品可广泛应用于如家用电器、墙壁开关、厨 房电器、住宅材料、汽车材料、和其他工业领域的部件制造用材料等，特别适用于室内家用电器、照明电器等目视需要且有高耐热需求的严苛应用领域。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技 术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种哑光PC/ABS合金材料，其特征在于：按质量份数，包括如下组分：

聚碳酸酯树脂 70.0-90.0份；

ABS树脂 5.0-35.0份；

增韧剂 0.1-10.0份；

有机哑光剂 2.0-15.0份；

无机哑光剂 1.0-6.0份；

抗氧剂 0.01-2.0份；

其他助剂 0.01-1.2份；

其中，所述有机哑光剂为MH2030；所述无机哑光剂为经过表面处理的滑石粉。

2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于：所述聚碳酸酯树脂为粘均分子量10000～40000的芳香族聚碳酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐功能化的乙烯-醋酸乙烯共聚物和有机硅橡胶接枝物增韧剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为质量比1.0:0.5～1.0的主抗氧剂和辅抗氧剂或者仅加入主抗氧剂。

5.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于：所述其他助剂为润滑剂和/或抗滴落剂。

6.一种如权利要求1所述的哑光PC/ABS合金材料的制备方法，包括：(1)按配方称取原料，将原料依次投入混合机中共混至均匀，得到预混物；(2)将步骤(1)中制备所得的预混物投入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中熔融混合并挤出造粒，即得。

7.一种如权利要求1所述的哑光PC/ABS合金材料在家用电器、墙壁开关、住宅材料、汽车材料中的应用。