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一种高疏水性的PC/ABS 合金及其制备方法

阅读：164发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种高疏水性的PC/ABS 合金及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种高疏水性PC/ABS 合金及其制备方法，包括以下组分和重量份：PC 树脂 30-60份，ABS树脂40-65份，增韧剂2-5份，疏水助剂0.5-5份，抗氧剂0.1-2份，润滑剂 0.1-2份；所述合金的制备方法包括如下步骤：(a)将PC树脂、ABS树脂、疏水助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；(b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到PC/ABS合金。与现有技术相比，本发明使用了含有机硅及活性官能团的物质作为PC/ABS的疏水助剂，由于这种疏水助剂接枝了反应性官能团，提高表面疏水性的同时增加了与PC/ABS的相容性。，下面是一种高疏水性的PC/ABS 合金及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高疏水性的PC/ABS 合金，其特征在于，包括以下重量份的组分：PC树脂30-60份，ABS树脂40-65份，疏水助剂0.5-5份，增韧剂2-5份，抗氧剂0.1-2份，润滑剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的PC树脂包括双酚A型聚碳酸酯树脂。
3.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的ABS树脂的平均分子量为125000-170000，包括5-30ωt％的丙烯腈、20-30ωt％的丁二烯和40-70ωt％苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的疏水助剂分子量为6000-12000，包括主链和与PC树脂或ABS树脂接枝的活性官能团，所述的主链包括聚酯硅氧烷或含氟硅氧烷，所述的活性官能团包括羟基或羧基。
5.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金，其特征在于，所述的润滑剂包括硅油、硅酮粉、石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。
8.一种如权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按质量份，将PC树脂、ABS树脂、疏水助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机混合均匀；
(2)将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，经过切粒烘干后得到高疏水性的PC/ABS合金。
9.根据权利要求1所述的高疏水性的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，所述的高速混合机转速为100-300r/min，混合时间为10-30min，所述的挤出温度为180-250℃，双螺杆挤出机转速为200-500rpm，压力为2-3MPa。

说明书全文

一种高疏水性的PC/ABS 合金及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高疏水性的PC/ABS合金及其制备方法。

背景技术

[0002] 疏水性是固体表面的重要性质之一，对材料在液体传输、摩擦、自清洁、防腐蚀等领域的应用具有重要的影响。自然界中的荷叶、玫瑰花瓣的表面、鳞翅目昆虫的翅膀以及水黾的腿等表面都存在特殊的微观几何结构以及具有一定疏水性的化学组成，其表面与水滴的接触角可以达到160°以上，水滴在这样的表面很容易滚落。

[0003] PC/ABS合金具有优异的力学性能和热性能，广泛应用在汽车、家电、数码产品等领域。但是PC/ABS表面张力中等，一般达因值为34，不具有疏水自清洁性，很容易在制件表面留下印迹，无法满足厨房、洗浴等家电的自清洁要求。目前，市场上采用的制备低表面张力表面的方法大多为在塑料表面喷涂含氟涂层，能够实现疏水疏油的效果，而这种方法无疑大大增加了成本，且随着时间的推移或表面的破坏，疏水效果有一定程度的下降。公开专利CN107163389A发明了一种高疏水性耐刮擦聚丙烯树脂及其制备方法，通过含氟助剂提高了材料表面接触角，但这种方法会降低材料耐热，很多产品由于耐热的限制无法使用PP基材。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高疏水性的PC/ABS合金及其制备方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 设计出疏水(低表面张力)表面的途径主要为：一是在材料表面构建微/纳米粗糙结构；二是在粗糙表面上修饰低表面能的物质。

[0007] 由于目前对低表面张力PC/ABS合金制备方面鲜有报道。因此，如果能够在PC/ABS塑料基材中引入低表面张力的物质，通过其缓慢迁移，即利用其表面能低的特点在注塑成制品时该助剂成分会倾向于往制品表面迁移分布，来制备具有一定疏水效果的材料，相比涂抹含氟涂层来说不仅成本大大降低，工序也得到简化。

[0008] 一种高疏水性的PC/ABS合金，包括以下重量份的组分：PC树脂30-60份，ABS树脂40-65份，疏水助剂0.5-5份，增韧剂2-5份，抗氧剂0.1-2份，润滑剂0.1-2份，增韧剂是为了稳定冲击，抗氧剂提高材料的抗热氧老化性。

[0009] 进一步地，所述的PC树脂为在300℃，1.2kg测试条件下质量熔体流动速率为10-20g/10min的树脂，包括双酚A型聚碳酸酯树脂，优选三菱化学的7025PJ。

[0010] 进一步地，所述的ABS树脂的平均分子量为125000-170000，包括5-30ωt％的丙烯腈、20-30ωt％的丁二烯和40-70ωt％苯乙烯，在220℃，10kg测试条件下的质量熔体流动速率为10-15g/min，优选高桥石化的ABS3453。

[0011] 进一步地，所述的疏水助剂分子量为6000-12000，包括主链和与PC树脂或ABS树脂接枝的活性官能团，所述的主链包括聚酯硅氧烷或含氟硅氧烷，所述的活性官能团包括羟基或羧基，优选浙江佳华精化的EG200。

[0012] 进一步地，所述的增韧剂包括甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物，优选LG公司的EM500、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或几种。

[0013] 进一步地，所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，优选BASF公司的IRGANOX 1010、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。

[0014] 进一步地，所述的润滑剂包括硅油、硅酮粉，优选晨光GM-100硅酮粉、石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。

[0015] 一种如上所述的高疏水性的PC/ABS合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

[0016] (1)按质量份，将PC树脂、ABS树脂、疏水助剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机混合均匀；

[0017] (2)将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，经过切粒烘干后得到高疏水性的PC/ABS合金。

[0018] 进一步地，所述的高速混合机转速为100-300r/min，混合时间为10-30min，所述的挤出温度为180-250℃，双螺杆挤出机转速为200-500rpm，压力为2-3MPa。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0020] (1)本发明选择含有接枝活性官能团的含硅物质作为疏水助剂，硅类物质具有低表面张力和好的流动性，注塑时降低材料表面张力，提高疏水性，使达因值从34N/m降低到28N/m；

[0021] (2)接枝活性官能团的-OH能够与PC树脂中的酯基发生醇解酯交换反应，使亲水基团得到消耗，提高材料的相容性，达到更好的疏水效果而不至分层，使接触角从74.1°增加至101.3°；

[0022] (3)添加润滑剂，通过其缓慢迁移，即利用其表面能低的特点在注塑成制品时该助剂成分会倾向于往制品表面迁移分布，来制备具有一定疏水效果的材料，相比涂抹含氟涂层来说不仅成本大大降低，工序也得到简化。

具体实施方式

[0023] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0024] 实施例1

[0025] 一种高疏水性的PC/ABS合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

[0026] (1)按质量份，将40份PC树脂、55份ABS树脂、1份疏水助剂、5份增韧剂、0.2份抗氧剂和0.2份润滑剂在高速混合机混合均匀，其中，高速混合机转速为100-300r/min，混合时间为10-30min；

[0027] (2)将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，其中，双螺杆挤出机转速为200-500rpm，压力为2-3MPa，挤出温度为180-250℃，再经过切粒烘干后得到高疏水性的PC/ABS合金。

[0028] 高疏水性的PC/ABS合金使用的原料具体为：PC树脂为三菱化学的7025PJ；ABS树脂为高桥石化的ABS3453；增韧剂为LG公司的EM500；疏水助剂为佳华精化制备的EG200；抗氧剂为BASF公司的IRGANOX 1010；润滑剂为晨光GM-100硅酮粉。

[0029] 实施例1-4与对比例1-2的区别仅在于各个质量份数不同，具体如表1：

[0030] 表1

[0031]组分对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
PC树脂/份 40 50 40 40 50 50
ABS树脂/份 55 45 55 55 45 45
增韧剂/份 5 5 5 5 5 5
疏水助剂/份 0 0 1 2 2 5
抗氧剂/份 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
润滑剂/份 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

[0032] 性能检测：

[0033] 物理性能：将上述对比例和实施例制备的组合物粒子充分干燥后，按照ISO标准，在同一注塑条件下注塑成样条，测试各个树脂组合物的物理性能。其中，基于ISO 1133标准测试树脂的熔体流动速率(MFR)，测试条件为260℃*5kg；基于ISO 306标准测定样条的维卡软化温度(VST)。

[0034] 达因值测试：将充分干燥的物料注塑成140×90×3mm的样板进行测试。使用德国Arcotest达因笔垂直于样板表面，加上适当压力，在样板表面画一条线，一般需要3支相邻型达因值的达因笔，取水滴刚好不收缩的达因值为该样板表面的达因值。

[0035] 水接触角测试：将充分干燥的物料注塑成140×90×3mm的样板进行测试。使用接触角测量仪测试相同状态的样板表面接触角。

[0036] 结果如表2所示：

[0037] 表2

[0038] 性能对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4MFR/g·(10min)-1 30 27 35 41 42 56
VST/℃ 108 114 106 102 108 101
达因值/N·m-1 34 34 32 30 30 28
水接触角/° 71.4 72.1 82.2 92.7 92.4 101.3

[0039] 将对比例1、实施例1及实施例2对比可以发现，PC含量为40份时，加入1份的疏水助剂后，材料的达因值从34N/m降低至32N/m，水接触角从71.4°提高至82.2°；当疏水助剂提高到2份后，材料的达因值降至30N/m，水接触角提高至92.7°。

[0040] 将对比例2、实施例3及实施例4对比可以发现，PC含量为50份时，加入2份的疏水助剂后，材料的达因值从34N/m降低至30N/m，水接触角从72.1°提高至92.4°；当疏水助剂提高到5份后，材料的达因值降至28N/m，水接触角提高至101.3°，疏水性明显提高。

[0041] 实施例5

[0042] 一种高疏水性PC/ABS合金的制备方法，该方法是将7025PJ型PC树脂55重量份，ABS3453树脂40重量份，EM500增韧剂5重量份，SAG001相容剂1重量份，疏水助剂0.5重量份，3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯抗氧剂0.3重量份，二甲基硅油润滑剂
0.2重量份在高速混合机混合均匀，其中，高速混合机转速为100-300r/min，混合时间为10-
30min，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为180-250℃，螺杆转速为200-500rpm，压力为2-3MPa，经过水下切粒烘干后得到产品。

[0043] 实施例6

[0044] 与实施例3的不同之处在于，PC树脂为乐天公司1100型PC树脂。

[0045] 实施例7

[0046] 与实施例2的不同之处在于，PC树脂为乐天公司1100型PC树脂，ABS树脂为奇美公司PA-757型ABS树脂。

[0047] 实施例8

[0048] 一种高疏水性PC/ABS合金的制备方法，该方法是将1100型PC树脂55重量份，ABS3453树脂40重量份，EM500增韧剂5重量份，疏水助剂3重量份，IRGANOX 1010抗氧剂0.3重量份，二甲基硅油润滑剂0.2重量份在高速混合机混合均匀，其中，高速混合机转速为100-300r/min，混合时间为10-30min，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为180-250℃，螺杆转速为200-500rpm，压力为2-3MPa，经过水下切粒烘干后得到产品。

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