[发明专利]一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。本发明的聚碳酸酯复合材料包括以下重量份组分：聚碳酸酯树脂40～90份，丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯树脂10～35份，耐撕裂剂2～25份，助剂0.5～2份；所述耐撕裂剂为马来酸酐共聚物、丙烯酸酯共聚物、乙烯基共聚物中的至少一种；所述丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯树脂中丁二烯含量为10～30wt％。本发明采用特定的物质进行复配作为撕裂剂，使本发明的PC/ABS共聚物不仅具有很好的韧性，还具有良好的耐高温往复撕裂的特性，可延长汽车门把手在高温下的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

自19世纪德国人卡尔·本茨发明了第一辆汽油内燃机汽车开始，随着汽车技术和生产水平的不断发展，全球汽车产量在2017年达到了9686万辆。在节能减排问题也受到全球关注的现代社会，汽车轻量化一直都是汽车工业持续关注的话题。高分子材料技术的高速发展使得“以塑代钢”成为可能。如今，汽车保险杠、扰流板、行李架等大尺寸制件已经逐渐“塑料化”，这减轻了车身的重量，可大幅降低汽车的燃油消耗。根据业内统计估测，汽车自身每减重10％，燃油消耗可降低6-8％，排放减少5-6％。

PC具有高强度、高韧性、高耐热、耐疲劳性等优点，但也有流动性差、内应力大、耐溶剂性差等缺点。ABS具有流动性佳、低温韧性好，具备一定的耐溶剂性等优点，因此将PC与ABS通过双螺杆挤出机制备成合金，可弥补PC的上述缺点，用作生产各种塑料制品的原料。随着汽车外门把手外观设计的多样化、和零件薄壁化的发展需要，材料的强度性能要求也逐渐提高，提高PC/ABS复合材料中的PC含量有利于提高耐撕裂性能，但会导致材料的成型性大幅下降，反而限制了零件结构设计的空间。车上如门把手这类制品，除了要求材料有很好的刚性及韧性，对材料耐往复撕裂有很高的要求。特别是在夏日长期太阳暴晒下，零件在经过上千上万次的拉拔后不能发生断裂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用，该共聚物具有耐高温往复撕裂的特性，给延长汽车门把手在高温下的使用寿命提供一种材料解决方案。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种聚碳酸酯复合材料，包括以下重量份组分：聚碳酸酯树脂40～90份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂10～35份，耐撕裂剂2～25份，助剂0.5～2份；所述耐撕裂剂为马来酸酐共聚物、丙烯酸酯共聚物、乙烯基共聚物中的至少一种；所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂中丁二烯含量为10～30wt％。

上述聚碳酸酯树脂(PC树脂)选用熔体流动速率为3～22g/10min(测试条件为300℃，1.2kg)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)选用熔体流动速率为5～40g/10min(测试条件为220℃，10kg)。

研究表明，耐撕裂剂有利于促进PC和ABS微观相界面间的结合力，这种促进作用在高温下也具有很好的效果。而且耐撕裂剂分别与PC和ABS都具有类似的分子基团结构，这种促进效果更明显。当本发明的耐撕裂剂低于2重量份时，其耐撕裂效果不好，虽然耐撕裂剂越多，耐撕裂效果越佳，但一旦撕裂剂高于25重量份，会影响本发明的PC/ABS共聚物的综合性能，如刚性和韧性，影响其应用。所述马来酸酐共聚物为分子结构中含有马来酸酐基团或其衍生物基团的物质；所述丙烯酸酯共聚物为分子结构中含有丙烯酸酯基团或其衍生物基团的物质；所述乙烯基共聚物为分子结构中含有乙烯基基团或其衍生物基团的物质。

作为本发明所述聚碳酸酯复合材料的优选实施方式，所述耐撕裂剂为5～15重量份。研究表明，当耐撕裂剂为5～15重量份时，本发明的聚碳酸酯复合材料的撕裂特性更好。

作为本发明所述聚碳酸酯复合材料的优选实施方式，如下(a)～(c)中的至少一项：

(a)所述马来酸酐共聚物为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-氢化乙烯-苯乙烯-马来酸酐共聚物中的至少一种；