一种PC/ABS抗老化汽车专用材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及PC/ABS合金材料，尤其涉及一种应用于汽车的PC/ABS材料及其制备方法。

背景技术

PC/ABS合金是一种聚碳酸酯产品，兼有PC、ABS的优点，一定程度上弥补PC、ABS材料的不足；作为汽车用塑料（如仪表盘、座椅支撑、进气格栅、保险杠外壳及其他产品包装用外壳等），在冲击强度、弯曲强度等基础性能上，一般还要求具有优异的抗静电性能和抗老化性，因此，提升产品的抗静电效果和抗老化效果，有利于制得的合金塑料在汽车用品市场的拓展。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种PC/ABS合金材料及其制备方法，该PC/ABS合金材料具有优异的抗静电性和冲击强度，且具有较为优异的抗老化能力，特别适用于汽车领域的塑料产品制备。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物75～80%、碳纳米管2.2～3.5%、抗老化剂2～5%、蒙脱粉0.1～0.5%、甲基丙烯酸缩水甘油酯1～4%、磷酸酯阻燃剂1～7%、抗氧剂1～5%、抗静电剂2～8%，余量为增溶剂；所述主混合物由PC与ABS组成，其中PC含量为72%，余量为ABS。

优选地，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物78%、碳纳米管2.9%、抗老化剂3%、蒙脱粉0.3%、甲基丙烯酸缩水甘油酯3%、磷酸酯阻燃剂4%、抗氧剂2%、抗静电剂5%，余量为增溶剂。

具体的，所述抗老化剂由双十八基季戊四醇磷酸酯、双(2,4～二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯组成。

更具体的，所述双十八基季戊四醇磷酸酯、双(2,4～二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯之间的重量比为5：2：3。

具体的，所述的抗静电剂为硅氧烷与炭黑的混合物，所述抗静电剂与硅氧烷的质量比3：1。

一种PC/ABS抗老化汽车专用材料的制备方法，包括以下步骤：

1）按重量比称取各组分填入高速混合机混合10～20min，混合过程中对物料进行加热，使物料温度保持在50-60℃；

2）将混合后的原料填入螺杆挤出机熔融造粒，得到PC/ABS抗老化汽车专用材料，螺杆挤出机的加工工艺分为预热段、熔融段和挤出段，所述预热段的温度为150-190℃，停留5min，熔融段的温度为220-240℃，停留5min，压力控制在10-20MPa，挤出段的温度为230-240℃。

具体的，所述碳纳米管的表面吸附有纳米银。

具体的，所述纳米银复合碳纳米管的制备方法是先在碳纳米管的表面引入羧基基团，再将碳纳米管经过酸溶液氧化处理，而后进行超声分散，再与托伦试剂混合，最后利用紫外线光照射还原，即可得到纳米银复合碳纳米管。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明提供了一种PC/ABS抗老化汽车专用材料及其制备方法，组分中添加了碳纳米管、蒙脱粉、甲基丙烯酸缩水甘油酯、复合抗静电剂，配合其他助剂和PC、ABS，可以大幅度提高合金材料的物理性能，相比现有技术，拉伸强度达到72-89MPa，弯曲强度达到83-92MPa，热变形温度最低达到120℃，最高达到141℃，阻燃等级达到最高V0级别，表面电阻率小于10×10

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式

实施例1

一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物78%、碳纳米管2.9%、抗老化剂3%、蒙脱粉0.3%、甲基丙烯酸缩水甘油酯3%、磷酸酯阻燃剂4%、抗氧剂2%、抗静电剂5%，余量为增溶剂。

具体的，所述抗老化剂由双十八基季戊四醇磷酸酯、双(2,4～二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯组成。

更具体的，所述双十八基季戊四醇磷酸酯、双(2,4～二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯之间的重量比为5：2：3。

具体的，所述的抗静电剂为硅氧烷与炭黑的混合物，所述抗静电剂与硅氧烷的质量比3：1。

一种PC/ABS抗老化汽车专用材料的制备方法，包括以下步骤：

1）按重量比称取各组分填入高速混合机混合10～20min，混合过程中对物料进行加热，使物料温度保持在50-60℃；

2）将混合后的原料填入螺杆挤出机熔融造粒，得到PC/ABS抗老化汽车专用材料，螺杆挤出机的加工工艺分为预热段、熔融段和挤出段，所述预热段的温度为150-190℃，停留5min，熔融段的温度为220-240℃，停留5min，压力控制在10-20MPa，挤出段的温度为230-240℃。

优选地，所述预热段的温度为164℃，停留5min，熔融段的温度为232℃，停留5min，压力控制在10-20MPa，挤出段的温度为238℃。

具体的，所述碳纳米管的表面吸附有纳米银。

具体的，所述纳米银复合碳纳米管的制备方法是先在碳纳米管的表面引入羧基基团，再将碳纳米管经过酸溶液氧化处理，而后进行超声分散，再与托伦试剂混合，最后利用紫外线光照射还原，即可得到纳米银复合碳纳米管。

优选地，所述蒙脱粉是经过柠檬酸、乙酸乙酯恒温浸泡处理后得到的蒙脱粉，能够显著提高合金材料的抗冲击性、抗疲劳性，也有利于产品的成型以及尺寸稳定性,而且蒙脱粉与磷酸酯阻燃剂的配合，还能一定程度上提高阻燃性。

在本发明中，所述PC优选为采用非光气法双酚A型PC树脂，其分子量为20000g/mol；所述ABS树脂优选采用丙烯腈～丁二烯～苯乙烯共聚物。

实施例2

如实施例1所述的一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物79%、碳纳米管2.2%、抗老化剂4%、蒙脱粉0.2%、甲基丙烯酸缩水甘油酯2%、磷酸酯阻燃剂5%、抗氧剂3%、抗静电剂4%，余量为增溶剂。

实施例3

如实施例1所述的一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物75%、碳纳米管3.3%、抗老化剂3%、蒙脱粉0.4%、甲基丙烯酸缩水甘油酯3%、磷酸酯阻燃剂4%、抗氧剂4%、抗静电剂6%，余量为增溶剂。

实施例4

如实施例1所述的一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物80%、碳纳米管2.2%、抗老化剂5%、蒙脱粉0.1%、甲基丙烯酸缩水甘油酯4%、磷酸酯阻燃剂1%、抗氧剂5%、抗静电剂2%，余量为增溶剂。

实施例5

如实施例1所述的一种PC/ABS抗老化汽车专用材料，按重量百分比计算由以下组分组成：主混合物75%、碳纳米管3.5%、抗老化剂2%、蒙脱粉0.5%、甲基丙烯酸缩水甘油酯1%、磷酸酯阻燃剂7%、抗氧剂1%、抗静电剂8%，余量为增溶剂。

以上作为本发明的较优实施方式，其中实施例1为最佳实施方式，其制得的合金材料颗粒具有综合稳定的表现能力，在本发明中，所述蒙脱粉能够显著提高合金材料的抗冲击性、抗疲劳性，也有利于产品的成型以及尺寸稳定性,而且蒙脱粉与磷酸酯阻燃剂的配合，还能一定程度上提高阻燃性；所述甲基丙烯酸缩水甘油酯能提高材料的韧性和抗冲击性能。所述碳纳米管经过特殊处理，能够很好的与硅氧烷和炭黑配合，利用碳纳米管的高度分散性，可以提高硅氧烷和炭黑的表现效果，能够带来较为优异的抗静电效果，配合抗老化剂，还能一定程度上提高合金材料的抗老化性能；磷酸酯阻燃剂的添加，能有效提升合金材料的阻燃效果；本发明中，同时添加了抗老化剂和抗氧剂，抗老化剂和抗氧剂配合其他组分协同增效，有效的吸收紫外线和耐热能力，提高抗老化能力和使用寿命。

性能试验：

下面进行对六组实验所得复合材料颗粒进行性能测试，其中实施例1-5为本发明实施例1-5所制得产品，对比例为东莞市松燊塑料科技有限公司所提供的21号PC/ABS合金塑料；试验产品均为汽车座椅支撑。

测试方法、标准如下：

简支梁冲击强度按ISO179进行；拉伸性能测试按ISO-527-2进行；弯曲强度按ISO178进行；热变形温度按ISO75进行；表面电阻率按ISO3915进行测试评判；抗老化性根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，对制得的塑料进行人工加速老化实验(90℃，500h)，并分别测定该塑料人工加速老化前后的断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度。

断裂伸长率保持率＝人工加速老化后的断裂伸长率÷人工加速老化前的 拉伸强度×100％。

冲击强度保持率＝人工加速老化后的悬臂梁缺口冲击强度÷人工加速老 化前的悬臂梁缺口冲击强度×100％。

测试结果如下：

表1：基础性测试结果表

表2：抗老化性测试结果表