本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種耐候和機(jī)械性能優(yōu)異PC/ABS/LDPE合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚碳酸酯/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性能等，是應(yīng)用廣泛的工程塑料。但是在汽車外飾件應(yīng)用中，ABS中的丁二烯具有的不飽和雙鍵容易受到紫外線的照射而導(dǎo)致斷裂，從而導(dǎo)致材料發(fā)黃和力學(xué)性能的下降。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102719077A公開(kāi)了一種高耐候的PC/ABS合金組合物及其制備方法，所述合金組合物包括如下重量份數(shù)的各組分：PC：40～80，ABS：10～50，相容劑：0.5～5，增韌劑：2～10，抗氧劑：0.1～1，潤(rùn)滑劑：0.1～1，耐候劑：0.1～3，耐候母粒：0.5～5。該專利文獻(xiàn)公開(kāi)了在PC/ABS合金中添加EMA-g-GMA和受阻胺的耐候母粒，來(lái)改善PC/ABS的耐候性能。但是，EMA-g-GMA中含有的GMA會(huì)降低PC/ABS的流動(dòng)性，所以添加量不會(huì)超過(guò)5％。對(duì)提高PC/ABS的耐候性能很有限，所以滿足不了作為外飾部件的性能要求。另外，受阻胺是堿性物質(zhì)，會(huì)促使PC的降解，所以受阻胺不適合PC/ABS合金體系。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)單一利用耐候改性助劑技術(shù)達(dá)不到外飾材料應(yīng)用要求的缺陷，解決了PE的添加量超過(guò)10％也不會(huì)產(chǎn)生材料分層的現(xiàn)象，從而達(dá)到良好耐候效果。通常情況下，由于PE與PC/ABS有很差的相容性，會(huì)導(dǎo)致分層現(xiàn)象，所以PE在PC/ABS的體系中添加不能超過(guò)3％。此外，由于PE的添加量太少，對(duì)耐候性的提升有很大的局限性。本發(fā)明通過(guò)添加EMA/相容劑在PC/ABS/PE合金中(乙烯-丙烯酸酯共聚物24MA009)，使得體系中PE添加量可以達(dá)到20％以上，而且不會(huì)有分層和沖擊降低的情況。本發(fā)明的第一方面，提供一種耐候和機(jī)械性能優(yōu)異PC/ABS/LDPE合金，由以下成分按如下重量份組成：其中，所述的PC為重均分子量為17,000～30,000g/mol的雙酚A型聚碳酸酯，其玻璃化溫度為145～150℃。優(yōu)選PC分子量為23,000g/mol。具體可選帝人化成產(chǎn)L-1225Y、陶氏PC-201-10，湖南石化PC-1100、PC-1220，科思創(chuàng)PC2600、PC2400，優(yōu)選科思創(chuàng)的PC-2600。所述的ABS的重均分子量為80,000～150,000g/mol。優(yōu)選分子量為120,000g/mol的ABS材料。所述的ABS中，橡膠的重量百分比含量為5～30％，丙烯腈的重量百分比含量為10～30％，苯乙烯的重量百分比含量為40～70％。具體可選韓國(guó)錦湖石油化學(xué)株式會(huì)社的ABSP/D150、ABSP/D190，高橋石化的ABS8391、ABS8434和苯領(lǐng)的GP-22；優(yōu)選苯領(lǐng)的GP-22。所述的LDPE的重均分子量為80,000～1,000,000g/mol的低密度聚乙烯。優(yōu)選分子量為100,000的低密度聚乙烯。具體可選用揚(yáng)子石化1801或7042，大慶石化7144，日本宇部J5019。優(yōu)選日本宇部的J5019。所述的增韌劑為甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸類聚合物(ACR)、丙烯酸類增韌劑、丙烯酸-硅橡膠類增韌劑、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來(lái)酸酐。優(yōu)選MBS。所述的增韌劑的粒徑為50～700nm，所述增韌劑的膠含量為40wt％～90wt％。具體可選用產(chǎn)于LG的EM500、鐘淵的M521、羅門(mén)哈斯的EXL-2620、EXL-2330；其中EM500、M521、EXL-2620均為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)，EXL-2330屬于甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸類聚合物(ACR)；優(yōu)選羅門(mén)哈斯的EXL-2620。所述的相容劑為EMA。EMA是乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。可選用的相容劑為阿克瑪?shù)?9MA003和24MA009，優(yōu)選阿克瑪?shù)?4MA009。所述的抗氧劑為市售抗氧劑245、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種或幾種。優(yōu)選1076和168進(jìn)行復(fù)配使用。所述的潤(rùn)滑劑為硅酮粉、季戊四醇酯(PETS)、乙撐雙硬酯酰胺中的一種或幾種。優(yōu)選季戊四醇酯。所述的耐候劑為苯并三唑、紫外線吸收劑(UVP)或受阻胺類光穩(wěn)定劑(HALS)。優(yōu)選苯并三唑類耐候劑。具體可選用BasfTinuvin327、Tinuvin328、Tinuvin324、Tinuvin234和Tinuvin770；優(yōu)選Basf的234。本發(fā)明的第二方面，提供上述耐候和機(jī)械性能優(yōu)異PC/ABS/LDPE合金的制備方法，包括以下步驟：稱取物料置于混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿轉(zhuǎn)速為180～600rpm/min，溫度為180～260℃，即得到產(chǎn)品。優(yōu)選的，所述的雙螺桿擠出機(jī)包括10個(gè)溫控區(qū)，溫控1～2區(qū)的溫度為180～260℃，溫控3～4區(qū)的溫度為180～260℃，溫控5～6區(qū)的溫度為180～260℃，溫控7～8區(qū)的溫度為180～260℃，溫控9～10的溫度為180～260℃。優(yōu)選的，所述的雙螺桿擠出機(jī)設(shè)有兩個(gè)抽真空處，一處位于輸送料段的末端，熔融段的開(kāi)始，另一處抽真空設(shè)備位于計(jì)量段。本發(fā)明通過(guò)添加聚乙烯(PE)對(duì)PC/ABS的耐候性方面進(jìn)行提升，并且通過(guò)EMA相容劑的使用，使得PE添加量即使超過(guò)10％，也不會(huì)導(dǎo)致該合金材料的分層和沖擊性能的急劇降低。最終制備的PC/ABS/LDPE材料能夠作為外飾格柵材料而使用而且不需要噴涂。常規(guī)黑色的PC/ABS在SAEJ2527600kj/m2的耐候?qū)嶒?yàn)中，DeltE已經(jīng)達(dá)到4.0。本發(fā)明的原理在于：選用超高流動(dòng)的LDPE，由于LDPE本身具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，具有很好的抗紫外的作用；另外，由于超高流動(dòng)的LDPE會(huì)聚集在部件表面，而且會(huì)形成層狀結(jié)構(gòu)，所以添加量在達(dá)到5％時(shí)。就會(huì)能起到明顯抗紫外的作用；另外，通過(guò)EMA相容劑的使用，進(jìn)一步提高了耐候性能而且能有效防止高含量LDPE添加情況下的分層現(xiàn)象，保證了材料的沖擊性能。本發(fā)明這種經(jīng)過(guò)特別改性的PC/ABS/LDPE材料，經(jīng)過(guò)2500kj/m2的耐候?qū)嶒?yàn)DeltE仍然只有2.2，而且沖擊強(qiáng)度可以達(dá)到48kj/m2，可以滿足大眾的要求，使得這種材料能夠作為外飾材料。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。在以下各個(gè)實(shí)施例中，各原料采用下述成分：選用的PC為科思創(chuàng)的PC-2600；選用的ABS為苯領(lǐng)的GP-22；選用的低密度聚乙烯為日本宇部的J5019；選用的增韌劑為羅門(mén)哈斯的EXL-2620；選用的相容劑為阿克瑪?shù)?9MA003和24MA009；選用的抗氧劑為CIBA公司生產(chǎn)的抗氧劑1076和168復(fù)配使用；選用的耐候劑為BasfTinuvin234；選用的潤(rùn)滑劑為季戊四醇酯(PETS)。實(shí)施例1按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm，溫度為225℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例2按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為500rpm，溫度為255℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例3按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為400rpm，溫度為260℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例4按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為600rpm，溫度為200℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例5按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為225℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例6按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為180rpm，溫度為190℃，即得到產(chǎn)品。實(shí)施例7按表1中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為180℃，即得到產(chǎn)品。表1實(shí)施例1-7的組分和配比表2對(duì)比例1-4的組分和配比對(duì)比例1按表2中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為225℃，即得。對(duì)比例2按表2中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為225℃，即得。對(duì)比例3按表2中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為225℃，即得。對(duì)比例4按表2中組分比例稱取原料，在混合機(jī)中充分混合后，導(dǎo)出，然后放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，控制螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm，溫度為225℃，即得。實(shí)施效果的評(píng)價(jià)將上述對(duì)比例1～4及實(shí)施例1～7制得的PC/ABS進(jìn)行相關(guān)測(cè)試：熔融按照ISO1133進(jìn)行測(cè)試；密度按照ISO1183；彎曲強(qiáng)度按照ISO178；簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度按照ISO179；耐候性能按照SAEJ2527進(jìn)行測(cè)試，△E為經(jīng)過(guò)2500kj/m2照射后的色差數(shù)據(jù)。測(cè)試結(jié)果如下表3和表4所示：表3對(duì)比例1～4的測(cè)試結(jié)果性能參數(shù)對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4密度(g/cm3)1.141.141.141.14熔體流動(dòng)速率(g/10min)18141412彎曲強(qiáng)度(MPa)80757570簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(J/m)23℃55503025△E10.59.28.88.0表4實(shí)施例1～7的測(cè)試結(jié)果對(duì)比例3中的AX-8900和770D預(yù)先做成母粒后，再添加在其他基料中進(jìn)行擠出。從對(duì)比例1-4來(lái)看，加入EMA-g-GMA和770雖然可以提高耐候性能，但是由于含有GMA官能團(tuán)會(huì)極大地降低PC/ABS的流動(dòng)性，所以添加量不能超過(guò)5％，否者這種材料不具備成型加工性。所以，對(duì)耐候性的提升有一定的局限性，滿足不了外飾材料的耐候性能要求。對(duì)比對(duì)比例4與實(shí)施例1來(lái)看，添加LDPE比EMA-g-GMA(AX-8900)的耐候性能更加優(yōu)異，這是因?yàn)長(zhǎng)DPE具有良好的流動(dòng)性，更容易形成于材料表面，并在注塑成型后形成片層狀分布的形態(tài)，可以起到阻隔紫外線線的左右，避免紫外線對(duì)ABS中丁二烯的破壞，導(dǎo)致材料的變色及物性的降低。從實(shí)施例1和2來(lái)看，選用高流動(dòng)LDPE(J5019)，對(duì)耐候性能的貢獻(xiàn)更大，這是因?yàn)榈头肿拥牟牧细菀走w移到材料表面。從實(shí)施例2～6來(lái)看，提高J5019的添加量，能改善耐候性能；但是添加量超過(guò)10％后，由于LDPE與PC/ABS不相容，所以出現(xiàn)沖擊降低的問(wèn)題。但是在實(shí)施例4～6中，加入EMA(24MA009)不但能改善LDPE與PC/ABS的相容性(進(jìn)而提高沖擊性能)，而且能輔助提高耐候性能。所以，從綜合性能來(lái)看，實(shí)施例5是最佳體系，而且能滿足大眾的外飾材料要求。以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3