一种低voc、低气味pc/abs合金材料及其制备工艺
阅读说明：本技术 一种低voc、低气味pc/abs合金材料及其制备工艺 (Low-VOC (volatile organic compound) and low-odor PC/ABS (polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene) alloy material and preparation process thereof ) 是由 高文才 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备,配方按重量计,包括：PC 30-85份,ABS 10-65份,共聚物1-10份,螯合剂0.1-0.5份,抗UV剂0.1-0.5份,抗氧剂1 0.1-0.5份,抗氧剂2 0.1-0.5份,润滑剂1-3份,两性金属氧化物1-3份,色母1-2份。将各组分按顺序依次加入搅拌设备,搅拌混合,混合料风干后,经过挤出机熔融挤出,得到低VOC、低气味PC/ABS合金材料。本发明添加两性金属氧化物,降低了挥发性小分子在产品使用过程中的挥发量,同时可以有效降解吸附的挥发性小分子,使得本产品具有低VOC、低气味的特性。(The invention discloses a preparation method of a low-VOC and low-odor PC/ABS alloy material, which comprises the following steps of: 30-85 parts of PC, 10-65 parts of ABS, 1-10 parts of copolymer, 0.1-0.5 part of chelating agent, 0.1-0.5 part of anti-UV agent, 10.1-0.5 part of antioxidant, 20.1-0.5 part of antioxidant, 1-3 parts of lubricant, 1-3 parts of amphoteric metal oxide and 1-2 parts of color master batch. Sequentially adding the components into a stirring device, stirring and mixing, air-drying the mixture, and performing melt extrusion through an extruder to obtain the low-VOC and low-odor PC/ABS alloy material. The amphoteric metal oxide is added, so that the volatilization amount of volatile small molecules in the using process of the product is reduced, and the adsorbed volatile small molecules can be effectively degraded, so that the product has the characteristics of low VOC and low odor.)
技术领域
本发明涉及的是PC/ABS合金领域，具体涉及一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料及其制备工艺。
技术背景
PC/ABS塑料合金是聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，结合了PC和ABS两种材料的优异特性，如ABS材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质，已经广泛使用在汽车内饰部件、医疗器材、家电用品及照明设备上。
然而PC/ABS塑料合金中小分子杂质较多，挥发性有机物(VOC)：苯、甲苯、乙苯、甲醛、乙醛、丙烯醛、苯乙烯等，对人体存在不同程度的伤害。特别对于由PC/ABS塑料合金制成的各种汽车内饰制件，释放出的VOC不仅危害人体健康，散发的难闻气味还会破坏用户体验。
在授权公告号CN107325519B中，公开了一种低VOC的PC/ABS合金材料及制备方法，加入活性炭、金属有机框架化合物作为PC/ABS合金材料中的吸附剂，把合金材料挤出过程产生的残留在合金中的小分子物质，稳定的储存固定在材料中，同时加入铈掺杂二氧化钛纳米管作为降解剂，降解吸附的小分子物质，但是加入的铈容易氧化，破坏PC/ABS合金材料的稳定性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料。
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料，按重量计，包括：PC 30-85份，ABS 10-65份，共聚物1-10份，螯合剂0.1-0.5份，抗UV剂0.1-0.5份，抗氧剂1 0.1-0.5份，抗氧剂2 0.1-0.5份，润滑剂1-3份，两性金属氧化物1-3份，色母1-2份。
进一步地，所述螯合剂为聚羧酸酯。
进一步地，所述聚羧酸酯为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物。
进一步地，所述抗UV剂为苯并三唑类抗UV剂。
进一步地，所苯并三唑类为亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑的一种或多种。
进一步地，所述共聚物为苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物的一种或多种。
进一步地，所述抗氧剂1为酚类抗氧剂；所述酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯的一种或多种。
进一步地，所述抗氧剂2为亚磷酸酯抗氧剂；所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、季戊四醇二亚磷酸双十八酯的一种或多种。
进一步地，所述润滑剂为羧酸盐型聚合物；所述羧酸盐型聚合物为丙烯酸-乙烯聚合物、丙烯酸-丙烯聚合物、丙烯酸-丙烯腈聚合物的一种或多种。
进一步地，所述两性金属氧化物为二氧化钛、氧化锌、氧化铝中的一种或多种。
第二个方面提供了一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备工艺。
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备，步骤为：将各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合，混合料风干后，经过挤出机熔融挤出。
进一步地，所述搅拌时间为5-15min。
进一步地，所述风干为80-100℃热风循环风干，风干时间为3.5-4.5h。
进一步地，所述挤出机共分9区段，9个区段温度分别是：210-220℃、220-230℃、230-240℃、235-245℃、240-250℃、240-250℃、240-250℃、240-250℃、240-250℃、250-260℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本产品加入二氧化钛，利用二氧化钛的结构特性带来的强大吸附能力，降低了挥发性小分子在产品使用过程中的挥发量，同时二氧化钛在光照下有催化降解能力，可以有效降解吸附的挥发性小分子，使得本产品具有低VOC、低气味的特性。本产品在熔融挤出时与挤出机的摩擦较小，有效改善了熔融高聚物在挤出成型时表面粗糙的情况，提高PC/ABS合金材料的表面光洁度。同时本产品具有良好的流动性、耐热性、耐冲击性、电镀性、稳定性和良好的阻燃性，广泛应用于汽车内外饰件、电器外壳、日用品表面件、小家电、工程设备、办公用品、水表配件等。
具体实施方式
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料。
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料，组分按重量计，包括：PC 30-85份，ABS 10-65份，共聚物1-10份，螯合剂0.1-0.5份，抗UV剂0.1-0.5份，抗氧剂1 0.1-0.5份，抗氧剂20.1-0.5份，润滑剂1-3份，两性金属氧化物1-3份，色母1-2份。
进一步地，所述螯合剂为聚羧酸酯。
进一步地，所述聚羧酸酯为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物。
进一步地，所述抗UV剂为苯并三唑类抗UV剂。
进一步地，所苯并三唑类为亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑的一种或多种。
进一步地，所述共聚物为苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物的一种或多种。
进一步地，所述抗氧剂1为酚类抗氧剂；所述酚类抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯的一种或多种。
进一步地，所述抗氧剂2为亚磷酸酯抗氧剂；所述亚磷酸酯抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、季戊四醇二亚磷酸双十八酯的一种或多种。
进一步地，所述润滑剂为羧酸盐型聚合物；所述羧酸盐型聚合物为丙烯酸-乙烯聚合物、丙烯酸-丙烯聚合物、丙烯酸-丙烯腈聚合物的一种或多种。
进一步地，所述两性金属氧化物为二氧化钛、氧化锌、氧化铝中的一种或多种。
PC，聚碳酸酯的英文简称，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。
ABS，丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。
共聚物可以使溶解度参数差异较大的高聚物共混相容，即在分子间的键合力帮助下，降低不同聚合物的接触界面的阻力，减小分散相(含量少的是分散相)的粒径，增加分散相的表面积，提高分散相和连续相(含量多的是连续相)结合力。
螯合剂可以改善高聚合物之间的相容性，提高本体系各组分的分散效果。
抗UV剂可以有效的吸收波长为270-380nm的紫外光，大幅度提高聚合物的抗氧、抗黄等抗老化能力。
抗氧剂可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。
润滑剂能提高熔融高聚物润滑性、降低界面粘附性能，使得熔融的高聚物在挤出成型时，提高流动性，防止并减少滞留物。
两性金属氧化物因其具有的大比表面、丰富的孔洞结构及表面结构，表现出强烈的吸附能力，能够从气体、液体中吸附杂质。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
其中，PC购买于沙伯基础创新塑料有限公司，牌号：2200R，CAS：25929-04-8。
ABS购买于盛禧奥聚合物(张家港)有限公司，牌号：156，CAS：9003-56-9。
苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物购买于韩国锦湖石油化学株式会社，牌号：H181R，CAS：9003-56-9。
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物购买于上海卓格化工科技有限公司，牌号：002，CAS：29762-66-1。
亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)，CAS：103597-45-1。
2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚，CAS：3147-75-9。
四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，CAS：6683-19-8。
三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，CAS：31570-04-4。
丙烯酸-乙烯聚合物购买于霍尼韦尔国际公司，牌号：540A，CAS：9010-77-9。
二氧化钛，CAS：13463-67-7。
色母购买于富鑫塑胶助剂有限公司，品牌：富鑫母料，型号：FUXIN-1。
实施例1
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 40份，ABS 65份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物4份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物1份，二氧化钛3份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例2
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 65份，ABS 50份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物4份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.4份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物1份，二氧化钛3份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例3
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 70份，ABS 30份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物4份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物2份，二氧化钛1份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例4
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 80份，ABS 20份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物6份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物1份，二氧化钛1份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例5
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 70份，ABS 30份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物6份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物1份，二氧化钛2份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例6
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 65份，ABS 50份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物4份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物3份，二氧化钛2份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
实施例7
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 85份，ABS 65份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物7份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.5份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物2份，二氧化钛1份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
对比例1
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 40份，ABS 60份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物4份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.3份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物1份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
对比例2
一种低VOC、低气味PC/ABS合金材料的制备如下：
PC/ABS合金材料，按重量剂：PC 85份，ABS 65份，苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物7份，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物0.5份，亚甲基双(6-苯并三氮唑-4-特辛基苯酚)0.3份，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚0.2份，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3份，丙烯酸-乙烯聚合物2份，色母1份。
PC/ABS合金材料制备工艺：各组分按顺序依次加入搅拌设备，搅拌混合5分钟，混合料在100℃下热风循环风干，风干时间4h，风干的混合料在挤出机中熔融挤出。
性能测试
对不同实施例和对比例所得PC/ABS合成金属进行TVOC、气味测定，数据记录在表1中。
TVOC的测试方法参照Q/JLYJ7110274B-2014，单位：μg/tube。
气味的测试方法参照Q/JLY J7110538C-2016，气味评价等级标准：1无法忍受、2非常厌恶、3厌恶、4反感、5有点不能忍受、6可以忍受、7轻微忍受、8明显气味、9有点明显气味、10无气味。
表1
同时对最优实施例1的产品进行雾化、禁限物质、耐光老化、耐溶剂、耐热性、耐低温性、燃烧性和物理性质进行测试。各项目测试结果显示如下：
1.雾化测试结果显示“未检出”。测试方法参照QJLY J7110341B-2012。
2.禁限物质，如铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚、石棉，测试结果均显示“未检出”。其中铅、镉、汞、六价铬的测试方法参照IEC 62321-5:2013 Ed.1.0、IEC 62321-4:2013 Ed.1.0、IEC 62321-7-2:2017；多溴联苯、多溴二苯醚的测试方法参照IEC 62321-6:2015；石棉的测试方法参照ISO 22262-1:2012。
3.耐光老化测试结果显示“合格”。测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.12节和Q/JL J1600004-2015第3.2节。
4.耐溶剂测试结果显示“合格”。测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.13节。
5.耐热性、耐低温性、燃烧性测试结果均显示“合格”。耐热性测试方法参照Q/JLYJ7110849B-2017第5.9节、耐低温性测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.10节、燃烧性测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.11节和Q/JLY J7110335A-2011。
6.物理性质，如密度、弯曲、悬臂梁缺口冲击强度、低温悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度，测试结果均显示“合格”。其中密度的测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.3节和GB/T 1033.1-2008方法A；弯曲测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.8节和GB/T 9341-2008；悬臂梁缺口冲击强度测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.5节和GB/T 1843-2008；低温悬臂梁缺口冲击强度测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.6节和GB/T 1843-2008；拉伸强度测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.4节、GB/T1040.1-2006和GB/T 1040.2-2006；维卡软化温度测试方法参照Q/JLY J7110849B-2017第5.7节和GB/T 1633-2000方法B50。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
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