一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其原料按重量份包括：PC树脂40‑60份、ABS树脂20‑40份、硅烷偶联剂预处理的无机矿物10‑25份、热稳定剂1‑3份、金属离子钝化剂0.5‑1份、抗氧剂0.5‑1份、润滑剂0.5‑1份、助剂0‑3份；其中，无机矿物为硫酸钡、硫酸镁晶须、纳米二氧化硅中的至少一种。本发明专利技术还公开了上述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料的制备方法。本发明专利技术既可满足线性膨胀系数低的要求，同时其韧性与非填充类PC/ABS复合材料基本保持一致，极具市场应用前景。

A PC / ABS composite with high toughness and low linear expansion coefficient and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着汽车行业轻量化、以塑代钢的发展趋势，PC/ABS合金因其具有优异的综合性能，在汽车行业的应用越来越多。同时，消费者对汽车的外观要求越来越“挑剔”，不同制件间的缝隙会影响美观，对材料也提出了更高的要求。线性膨胀系数是表征材料尺寸稳定性的一个重要特性，材料的线性膨胀系数越小，说明其尺寸稳定性越好。PC/ABS合金的线性膨胀系数一般在7×10-5-9×10-5/℃，对于尺寸较长的制件，PC/ABS合金容易带来装配尺寸偏差或相邻制件间形成尺寸干涉问题。所以，降低PC/ABS合金的线性膨胀系数，保证制件的尺寸稳定性，可以有效解决上述问题。行业中以往使用滑石粉、高岭土、硅灰石等无机矿物填充来PC/ABS合金的线性膨胀系数，但是其使用比例超过15％以上时，容易带来PC/ABS合金韧性急剧下降的负面作用，其主要原因为：(1)用量较多时，无机矿物填充容易出现团聚，在材料中分散性差，影响材料韧性；(2)滑石粉、高岭土、硅灰石等无机矿物中含有较多的Mg2+，Al3+，Ca2+等碱金属离子，在高温熔融状态下破坏PC的酯基，造成降解，进一步降低材料的韧性。而在低温环境下，PC/ABS合金韧性较差容易带来制件断裂等问题。如果要保留PC/ABS高韧性，则其线性膨胀系数的降低空间有限。因此，如何有效地降低PC/ABS合金的线性膨胀系数，同时保留其高韧性就成为解决低线性膨胀系数PC/ABS合金应用的“拦路虎”。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料及其制备方法，本专利技术既可满足线性膨胀系数低的要求，同时其韧性与非填充类PC/ABS复合材料基本保持一致，极具市场应用前景。本专利技术提出了一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其原料按重量份包括：PC树脂40-60份、ABS树脂20-40份、硅烷偶联剂预处理的无机矿物10-25份、热稳定剂1-3份、金属离子钝化剂0.5-1份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.5-1份、助剂0-3份；其中，无机矿物为硫酸钡、硫酸镁晶须、纳米二氧化硅中的至少一种。优选地，将无机矿物粉与硅烷偶联剂的甲苯溶液混匀，然后于100-120℃，保温1-2h得到硅烷偶联剂预处理的无机矿物。优选地，无机矿物粉与硅烷偶联剂的重量比为100：0.5-2。优选地，硅烷偶联剂的甲苯溶液中，甲苯与硅烷偶联剂的重量比为5-10：100。硅烷偶联剂为一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为RSiX3，式中R代表与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氧基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、氨丙基等；X代表卤素或能够水解的烷氧基，如烷氧基、酰氧基等。优选地，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH580。优选地，PC树脂的重均分子量为21000-26000。优选地，热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、无机磷酸盐类稳定剂中的至少一种。优选地，金属离子钝化剂为具有酰胼结构的金属钝化剂，如BASFIrganoxMD1024等。优选地，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。优选地，受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076，硫代酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。优选地，润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸盐、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。优选地，助剂为紫外线吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、硫代酯类稳定剂、抗静电剂、着色剂中的一种。优选地，紫外光吸收剂为苯并三唑类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、三嗪类紫外光吸收剂和受阻胺类紫外光吸收剂中的至少一种。优选地，表面光亮剂为芥酸酰胺类表面光亮剂、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺类表面光亮剂中的至少一种。优选地，光稳定剂为受阻胺光稳定剂、氧化钛中的至少一种。优选地，硫代酯类稳定剂为含硫的立体磷酸酯类稳定剂。优选地，抗静电剂为十八烷基磺酸盐、十六烷基季铵盐类抗静电剂、乙氧基化烷基胺中的至少一种。优选地，着色剂为碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的至少一种。本专利技术还提出了上述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料的制备方法，包括如下步骤：取各原料混合均匀，再经双螺杆挤出机挤出，造粒得到高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其中，混合的转速为400-600rpm/min，混合的时间为2-6min；双螺杆挤出机选用中等剪切强度的螺杆组合，双螺杆挤出机的螺杆转速为400-600r/min，主喂料15-25HZ，真空度为-0.04至-0.08MPa，温度为235-260℃，造粒机的转速为500-700rpm。有益效果：1、本专利技术不仅降低了普通PC/ABS材料的线性膨胀系数，提高了无机矿物的使用比例，使其线性膨胀系数从原来的7×10-5-9×10-5/℃降低至3×10-5-6×10-5/℃，同时保留了PC/ABS材料原有的高韧性特点，其缺口冲强度不低于40KJ/m2，完美解决了现有低线性膨胀系数和材料韧性的平衡问题，拓展了低线性膨胀PC/ABS材料的应用范围；2、使用硅烷偶联剂对无机矿物预先进行偶联处理；偶联时，X基水解形成硅醇，然后与无机矿物粉体颗粒表面的羟基反应，形成氢键并缩合成—SiO—M共价键(M表示无机粉体颗粒表面)；同时，硅烷各分子的硅醇又相互缔合齐聚形成网状结构的膜覆盖在粉体颗粒表面，使无机粉体表面有机化；使用甲苯做为稀释剂，有助于对粉体表面进行浸润处理，提高其表面极性和张力，同时也有助于提高硅烷偶联剂与粉体之间的结合力，解决无机矿物在材料中分散性差的问题；3、硫酸钡，硫酸镁晶须，纳米二氧化硅为弱碱性金属化合物，有效地避免了滑石粉、高岭土、硅灰石等无机矿物中Mg2+，Al3+，Ca2+等强碱金属离子含量高，在高温熔融状态下破坏PC树脂的酯基，造成PC降解影响材料韧性；同时，结合金属离子钝化剂和热稳定剂降低无机矿物中的金属离子的催化降解，保障了所制备的PC/ABS复合材料较高的韧性；另外，也可以提高无机矿物填充在复合材料中的使用量，进一步改善PC/ABS复合材料的线性膨胀系数降低空间；4、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物或者无机磷酸盐类稳定剂，与PC树脂分子链上的羧基结合进行封端，硫代酯类抗氧剂等助剂吸收降解过程中产生的-OH基团，使环境维持弱酸性，抑制PC材料的降解，同时含硫基团本身对PC材料的热稳定性亦有明显的提升效果；热稳定剂以及硫代酯类抗氧剂等助剂的加入，使得本专利技术的耐剪切性和热稳定性也能大大提高。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其原料按重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：PC树脂40-60份、ABS树脂20-40份、硅烷偶联剂预处理的无机矿物10-25份、热稳定剂1-3份、金属离子钝化剂0.5-1份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.5-1份、助剂0-3份；/n其中，无机矿物为硫酸钡、硫酸镁晶须、纳米二氧化硅中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：PC树脂40-60份、ABS树脂20-40份、硅烷偶联剂预处理的无机矿物10-25份、热稳定剂1-3份、金属离子钝化剂0.5-1份、抗氧剂0.5-1份、润滑剂0.5-1份、助剂0-3份；
其中，无机矿物为硫酸钡、硫酸镁晶须、纳米二氧化硅中的至少一种。


2.根据权利要求1所述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，将无机矿物粉与硅烷偶联剂的甲苯溶液混匀，然后于100-120℃，保温1-2h得到硅烷偶联剂预处理的无机矿物；优选地，无机矿物粉与硅烷偶联剂的重量比为100：0.5-2；优选地，硅烷偶联剂的甲苯溶液中，甲苯与硅烷偶联剂的重量比为5-10：100；优选地，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH560或硅烷偶联剂KH580。


3.根据权利要求1或2所述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，PC树脂的重均分子量为21000-26000。


4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，热稳定剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元无规共聚物、无机磷酸盐类稳定剂中的至少一种。


5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，金属离子钝化剂为具有酰胼结构的金属钝化剂。


6.根据权利要求1-5任一项所述高韧性、低线性膨胀系数PC/ABS复合材料，其特征在于，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；优选地，受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1076，硫代酯类...

【专利技术属性】
技术研发人员：高波，邢道亮，李荣群，文听雷，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34