本發明涉及高分子領域，尤其是涉及一種耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制備方法。
背景技術：
PC/ABS合金具有良好的加工性，沖擊韌性和耐熱性，已廣泛應用于汽車內外飾部件。常見的黑又亮材料有PC/ABS合金，PMMA及其合金等，由于PC/ABS合金耐刮擦性能較差，而PMMA及其合金耐熱和沖擊性能較差。因此在要求高抗沖，高耐熱和耐刮擦性能的高光內飾儀表框，飾條等部件，目前多數采用PC/ABS合金噴高光漆的方案。由于噴涂存在價格高，不環保，良率低等問題，研究如何提高免噴涂黑又亮PC/ABS合金的耐刮擦性能顯得尤為重要。
提高材料的耐刮擦性能可以通過提高材料表面硬度或者降低材料的表面摩擦系數來實現。一般來說，添加高硬度的樹脂(如PMMA或高硬度PC)或者填料可以提高材料表面硬度，但會造成材料韌性的下降。常用的耐刮擦劑有硅酮粉，FTFE等，硅類耐刮擦劑在使用過程會遷移到材料表面，容易造成高亮黑材料的表面發霧，影響外觀；而PTFE與PC/ABS不相容，在擠出過程會造成擠出脹大，無法加工成型。
中國專利文獻號CN 1032322701公開了一種耐刮擦高光PC/ABS組合物及其制備方法，通過在PC/ABS合金中加入高硬度的PMMA來提高材料的耐刮擦性能，但該方法會造成材料的沖擊強度明顯下降。中國專利文獻號CN104448760公開了一種耐刮擦高光PC/ABS材料及其制備方法，通過在PC/ABS合金中加入AS樹脂和耐刮擦劑硅油和相容劑等，提高材料的耐刮擦性，并得到較好的沖擊強度。但硅油的加入會造成高光黑材料表面的發霧，雖然不影響高光面的光澤度，但目視外觀會有發白的問題。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種耐刮性能優異，表面效果良好的耐刮擦黑亮型PC/ABS合金及其制備方法。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：
所述的PC樹脂為雙酚A型聚碳酸酯樹脂，在300℃/1.2kg條件下的熔融指數為10～22g/10min。
所述的ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組成的接枝共聚物，在220℃/10kg條件下的熔融指數為15～30g/10min，橡膠的重量百分含量為45～55％。
所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。
所述的耐刮擦劑為PE-g-SAN，其中PE主鏈的Mn分子量為2000～5000。
所述的高光黑色砂由炭黑和分散劑混合組成。
所述炭黑的重量百分含量大于90％，所述的分散劑為季戊四醇硬脂酸酯。
所述的抗氧劑選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯或雙十八烷基季戊四醇雙亞磷酸酯中的一種或幾種。
所述的潤滑劑選自硬脂酸或硬脂酸丁酯中的一種或幾種。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制備方法，采用以下步驟：
(a)將PC樹脂、ABS樹脂、增韌劑、耐刮擦劑、高光黑色砂、抗氧劑、潤滑劑按配方在高速混合機中混合均勻；
(b)將步驟(a)所得的混合物從主喂料口加入雙螺桿擠出機，采用中等剪切的螺桿組合，擠出溫度為220～250℃，螺桿轉速為300～600rpm，經過熔融擠出，造粒，制備得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。
與現有技術相比，本發明通過加入PE-g-SAN的耐刮擦劑，PE由于流動性好，分布在材料表面，作為潤滑劑降低材料表面的摩擦系數；而SAN與基體中的ABS相容性好，一方面可以提高耐刮擦劑與PC/ABS合金的相容劑，避免材料出現“分層起皮”，另一方面可以將分子量較低的PE“錨固”在基材中，避免耐刮擦劑的析出，造成高光表面的發霧。由于高光黑色砂具有良好的分散性和著色性，可以保證材料的黑度且不造成表面麻點。添加的耐刮擦劑份數較少，對PC/ABS合金材料自身的物性不會造成影響，可得到耐刮擦性能良好，外觀效果黑又亮的PC/ABS合金材料。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
以下實施例中，PC樹脂為帝人化成的L1225L；ABS樹脂為上海高橋石化的ABS8434；增韌劑為LG公司的EM505；高光色砂為嘉興立騰公司的YS8080；抗氧劑為BASF公司的IRGANOX 1076和IRGANOX168混合物，比例為1:1；潤滑劑為市售的季戊四醇硬脂酸；耐刮擦劑1和2為自制PE-g-SAN，耐刮擦劑1的PE分子量為3000，耐刮擦劑2的PE分子量為5000；耐刮擦劑3為市售硅油。
對比例1～3和實施例1～5中各組分級含量見表1：
表1各組分及含量
制備方法如下：
(a)將PC樹脂、ABS樹脂、增韌劑、耐刮擦劑、高光色砂、抗氧劑、潤滑劑按照一定比例在高速混合機中混合均勻；
(b)將步驟(a)所得的混合物從主喂料口加入雙螺桿擠出級，采用中等剪切的螺桿組合。經過熔融擠出，造粒即得到耐刮擦黑又亮的PC/ABS合金粒子。實施例1～2和對比例1擠出溫度為250℃，螺桿轉速為450rpm。實施例3～5和對比例2～3擠出溫度為245℃，螺桿轉速為400rpm。
(c)步驟(b)所述雙螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60。
實施效果
將以上實施例1～5和對比例1～3制備的耐刮擦黑又亮PC/ABS合金材料分別制成高光板和1/8缺口沖擊樣條。
耐刮擦試驗按照ASTM D7027標準進行，試驗儀器為Model KK-01，刮頭制件為1.0mm，刮擦速度為100mm/s，負荷為1～30N。用平板上出現劃痕對應的載荷大小表征耐刮擦性能，載荷越高，耐刮擦性能越好。
Izod缺口沖擊按照ASTM D256標準進行，測試條件為23℃，擺錘重量為5.5J。
發霧程度用高光板在D65標準光源下目視進行評定。
表2測試結果對比
注：越多表示表面發霧越嚴重。
對比例3添加普通的耐刮擦劑雖然可以材料提高耐刮擦性能，但會造成高光面的嚴重發霧。實施例中，加入自制的PE-g-SAN耐刮擦劑，當PE的分子量較低時對耐刮擦性的改善更為明顯，且材料表面僅輕微發霧，當采用PE分子量較高的耐刮擦劑，隨著添加量的增加，耐刮擦性能得到進一步改善。
實施例6
一種耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：PC樹脂55、ABS樹脂40、增韌劑3、耐刮擦劑1、高光黑色砂0.5、抗氧劑0.1、潤滑劑0.1。其中，采用的PC樹脂為雙酚A型聚碳酸酯樹脂，在300℃/1.2kg條件下的熔融指數為10g/10min。ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組成的接枝共聚物，在220℃/10kg條件下的熔融指數為15g/10min，橡膠的重量百分含量為45％。增韌劑為甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。耐刮擦劑為PE-g-SAN，其中PE主鏈的Mn分子量為2000。高光黑色砂由炭黑和分散劑混合組成，炭黑的重量百分含量大于90％，分散劑為季戊四醇硬脂酸酯?？寡鮿樗腫β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。潤滑劑為硬脂酸。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制備方法，采用以下步驟：
(a)將PC樹脂、ABS樹脂、增韌劑、耐刮擦劑、高光黑色砂、抗氧劑、潤滑劑按配方在高速混合機中混合均勻；
(b)將步驟(a)所得的混合物從主喂料口加入雙螺桿擠出機，采用中等剪切的螺桿組合，擠出溫度為220℃，螺桿轉速為600rpm，經過熔融擠出，造粒，制備得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。
實施例7
一種耐刮擦黑亮型PC/ABS合金，采用以下組分及重量份含量的原料制備得到：PC樹脂85、ABS樹脂15、增韌劑5、耐刮擦劑5、高光黑色砂2、抗氧劑2、潤滑劑2。PC樹脂為雙酚A型聚碳酸酯樹脂，在300℃/1.2kg條件下的熔融指數為22g/10min。ABS樹脂為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯組成的接枝共聚物，在220℃/10kg條件下的熔融指數為30g/10min，橡膠的重量百分含量為55％。增韌劑為甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。耐刮擦劑為PE-g-SAN，其中PE主鏈的Mn分子量為5000。高光黑色砂由炭黑和分散劑混合組成，炭黑的重量百分含量大于90％，分散劑為季戊四醇硬脂酸酯。抗氧劑為3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯，潤滑劑為硬脂酸丁酯。
耐刮擦黑亮型PC/ABS合金的制備方法，采用以下步驟：
(a)將PC樹脂、ABS樹脂、增韌劑、耐刮擦劑、高光黑色砂、抗氧劑、潤滑劑按配方在高速混合機中混合均勻；
(b)將步驟(a)所得的混合物從主喂料口加入雙螺桿擠出機，采用中等剪切的螺桿組合，擠出溫度為250℃，螺桿轉速為300rpm，經過熔融擠出，造粒，制備得到耐刮擦黑亮型PC/ABS合金。