本发明属于高分子领域，具体涉及一种易加工、力学性能优异、高耐化学品性的pc/abs复合材料及其制备方法及其制备方法。
背景技术：
pc/abs兼具了pc（聚碳酸酯）和abs（聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）两者的综合特性，较之pc提高了流动性，改善了加工性能，减少了制品对应力的敏感性，而较之abs则具有更为优异的热稳定性。因而可以应用在在家用电器、办公设备、通讯设备、照像器材、医疗器械、建筑和照明用具以及航空航天、电子计算机、光纤等诸多领域。特别是在汽车内饰，外饰，车灯等高强度，高耐热零件方面更获得了广泛应用。
近年来，pc/abs的市场一直保持着10%以上的增长幅度，随着汽车、家电等行业的发展，人们对更为美观、更高性能的pc/abs需求不断增长，新一代高性能的pc/abs合金系列材料，不仅需要具有优异的力学性能，更需要包括耐水解稳定性、免喷涂、超低先泽、耐化学品性等系列新的特性。
特别是随着社会审美观念的提升，pc/abs为满足客户对产品耐候、美观等多种需求，需对pc/abs产品进行喷漆。因pc/abs耐化学品差，会在喷漆后，导致产品开裂、制件尺寸变形、材料脆化等缺陷，因而限制了在这方面的应用。
一般来说，pc分子链中含酯基，易吸水，耐化学稳定性差，尤其不耐碱，即使在弱碱性环境中也使其因皂化而降解；此外，聚碳酸酯分子结构因空间位阻较大，制品残余应力较大，在制品受到化学试剂侵蚀后加剧了其开裂。当pc的酯基在热历时较长的加工条件或强剪切的条件下都会促使pc进一步发生游离基连锁降解，从而造成pc/abs耐溶剂性差。
现有技术公开了一种改性聚碳酸酯塑料，成分的质量配比包括：聚碳酸酯50份，碳酸钡2-4份，硫酸钡1-2份，二氧化钡1-2份，聚甲基丙烯酸甲酯2-4份，苯乙醚1-2份，聚苯乙烯1-2份，硅酮1-2份，通过上述方式，本发明改性聚碳酸酯塑料具有强度高、延展性好、韧性好、冲击强度高、透明度好、耐腐蚀性好、电性能优异、自润滑性好、耐溶剂性好、安全实用等优点；现有技术公开了一种具有光吸收功能并耐溶剂开裂的透明聚酯材料，以总重量为100%计，原料组成包括：聚酯树脂65～99.5%；多功能助剂0.4～30%；加工助剂0.1～5%；多功能助剂为具有多重核壳结构的复合粒子，包括内核，中间层与壳层，提供的透明聚酯材料，可同时高效吸收紫外光及蓝光，并具有优异的耐溶剂开裂性、加工性能及高透过率。
但是，目前解决pc/abs的耐溶剂性问题并没有很好的方案，添加抗化学品的组分，如高结晶性的材料（pbt、pa等）提高材料的抗化学试剂侵蚀性，然而第三组分的加入过多往往又会导致材料的耐热性能、冲击强度有所降低；采用封端的方法来提高pc的耐化学品性，比如异氰酸酯类、噁唑啉类、环氧类以及二酐类。通过逐步聚合的方式与聚合物端基进行反应，减少了pc的端基，从而提高其耐化学品性，但是其带来的问题是加工性的损失，由于高粘度pc的加工性差，表观较差，其残留的内应力也将成为耐化学品性能的一个薄弱点，这又往往需要提高加工温度，从而造成热裂解损失。
因此，如何平衡加工性、力学性能与耐化学品性成为一个重要的课题，如何同时能够稳定、简单、有效地改善pc/abs的耐化学品性并能提高力学性能和加工性更是制备高性能pc/abs合金的关键。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了针对现有技术中高性能pc/abs合金材料中的上述问题，难以满足更高要求场合的需求和稳定性的需求，而提出一种简单有效，使用方便的一种易加工、力学性能优异、高耐化学品性的pc/abs复合材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明高耐化学品pc/abs复合材料由聚碳酸酯、abs、相容剂、改性剂组成的原料制备；所述相容剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)共聚而成的三元共聚物；所述改性剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体共聚而成二元共聚物。
上述高耐化学品pc/abs复合材料的制备方法，将聚碳酸酯、abs、相容剂、改性剂经过双螺杆挤出，得到高耐化学品pc/abs复合材料。
本发明中，相容剂用量为聚碳酸酯、abs重量和的0.5～5%；改性剂用量为聚碳酸酯、abs重量和的3～10%；聚碳酸酯、abs中，聚碳酸酯的质量百分数为60～85%，余量为abs，具有易加工、力学性能优异的优点。以重量百分数计，本发明各组分如下：
聚碳酸酯60～85%
abs15～40%
相容剂0.5～5%
改性剂3～10%。
优选的，相容剂用量为聚碳酸酯、abs重量和的1～3%；改性剂用量为聚碳酸酯、abs重量和的6～8%。
本发明相容剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)共聚而成的三元共聚物；优选地，所述的三元共聚物的数均分子量为50000～90000；优选地，所述三元共聚物中，芳香族乙烯基单体的含量为50wt%～85wt%，丙烯腈系单体的含量为10wt%～40wt%，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为余量，比如为0.3wt%～10wt%，优选0.5wt%～5wt%。进一步优选的，三元共聚物由不同甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物组成；利于pc/abs加工，可以保持好的热稳定性且相容剂本身制备简单、聚合过程易控制，对下游加工工艺选择范围广，还防止pc反应过度形成交联而不利于力学性能，不同含量gma封端减少了pc的端基，对提高其耐化学品性有利。
本发明改性剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体共聚而成的二元共聚物；优选地，所述二元共聚物中，丙烯腈系单体的含量为15wt%～50wt%，芳香族乙烯基单体的含量为余量；进一步优选的，所述二元共聚物中，丙烯腈系单体的含量为20wt%～35wt%，芳香族乙烯基单体的含量为余量。优选地，所述二元共聚物的重均分子量为5000～40000。
本发明中，所述芳香族乙烯基单体包括苯乙烯系单体，所述的丙烯腈系单体包括丙烯腈单体或α-甲基丙烯腈单体；优选地，所述的苯乙烯系单体包括苯乙烯单体、α-甲基苯乙烯单体、α-氯苯乙烯单体或p-甲基苯乙烯单体，所述的丙烯腈系单体为丙烯腈单体；进一步优选地，所述的苯乙烯系单体为苯乙烯单体。本发明三元共聚物包括st-an-gma三元共聚物、二元共聚物包括st-an共聚物。
本发明提供了上述高耐化学品pc/abs复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将各组分原料按比例共混后，经双螺杆挤出，得到高耐化学品pc/abs复合材料，具体的，控制双螺杆挤出加工温度220~280℃，转速180~600rpm，出料后，经水冷、切粒机造粒后得到易加工、力学性能优异、高耐化学品性的pc/abs复合材料。
本发明制备得到复合材料耐化学品性能优异，力学性能保持良好，制品外观优良，加工性好。
现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明具有相容化作用的三元共聚物可以与pc反应，可有效减少端基浓度，从而有效提高pc或者pc/abs的耐化学品稳定性；使用方便，不需母粒化，也不存在二次污染，不会造成pc的降解等副作用。
本发明的流变改性剂具有优异的塑化效果，与市场上同类产品相比，更易塑化，可与高粘度pc匹配，均衡高粘度pc的优异性能与加工性，为高效耐化学品复合材料的制备提供了一种适用的方法；不需引入其他第三组分的高结晶材料，不会因此而带来相容性等问题，配方结构简单，加工方便。
附图说明
图1为实施例4溶剂溶胀后的表面图；
图2为对比例1溶剂溶胀后的表面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明高耐化学品pc/abs复合材料由聚碳酸酯、abs、st-an-gma三元共聚物、st-an二元共聚物四类原料制备，无需添加其他组分。
实施例以及对比例中：
所述聚碳酸酯分别选用低、中、高粘度的聚碳酸酯，300℃/1.2kg的熔体指数分别为22g/10min、15g/10min、5g/10min，日本帝人。
所述abs购自韩国锦湖pd190。
所述st-an-gma三元共聚物中，芳香族乙烯基单体的含量为50wt%～85wt%，丙烯腈系单体的含量为10wt%～40wt%，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为余量；三元共聚物的数均分子量为50000～90000，235℃/2.16kg的熔体指数为5～15g/10min。本发明优选三元共聚物由不同甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物组成，所述不同甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为0.5wt%～3wt%中的两种或者三种，最优选的，所述不同甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%中的两种或者三种；三元共聚物由0.5%甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物与1%甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物组成，优选三元共聚物由0.5%甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物与1%甲基丙烯酸缩水甘油酯含量的三元共聚物等重量组成；可以取得力学性能、耐化学品性能最佳的效果。
所述st-an二元共聚物中，数均分子量为5000～40000，190℃/5kg的熔体指数为40～200g/10min，st含量为65wt%～75wt%，an含量为25wt%～35wt%。
各实施例和对比例的具体组分及重量百分数如表1所示，所有原料都为市售常规产品，其中st-an-gma（gma=0.5%）中，st含量为59.5wt%，an含量为40wt%，gma含量为0.5wt%，数均分子量为30000；st-an-gma（gma=1%）中，st含量为59wt%，an含量为40wt%，gma含量为3wt%，数均分子量为33000；st-an-gma（gma=5%）中，st含量为55wt%，an含量为40wt%，gma含量为5wt%，数均分子量为50000。st-an二元共聚物为三种：st-an(mw=5000，an=25wt%)、st-an(mw=20000，an=25wt%)、st-an(mw=20000，an=33wt%)、st-an(mw=40000，an=25wt%)。
将原料按比例常规混合均匀，通过双螺杆挤出机，控制加工温度190~230℃，转速180~600rpm，挤出造粒，出料后，常规经水冷，切粒机造粒后得到pc/abs复合材料。
根据常规测试方法将上述实施例和对比例进行拉伸强度（d638，50mm/min）、缺口冲击强度（1/8inch，astmd256）和耐化学品性能的测试。结果如表2所示。
耐化学品性能测试为，将粒子常规压片（0.5mm）后，室温浸入体积比为3∶1的乙醇、乙酸乙酯混合液中，每隔1分钟后取出，观察表面是否有裂纹。
由表2的结果可知，本发明适用于不同粘度pc，对耐化学品性有提高，本发明采用改性剂、相容剂和pc的结合，才能使pc/abs复合材料兼具优异的耐化学品性和力学性能。图1、图2分别为实施例4与对比例1的表面在经过溶剂溶胀（表2的时间）后的观察，可见实施例4的表面明显裂纹较少，结合表2，体现出更优异的耐化学品性能与表观性能；实施例的熔融指数（260℃/5kg）在15～40g/10min。
实施例11中，abs来自高桥石化，其中丁二烯15wt%、丙烯腈25wt%，重均分子量140000；其余原料与表1一样。表3的测试方法与表2一致。
综上所述，本发明制备的一种易加工、力学性能优异、高耐化学品性的pc/abs复合材料具有优异的电性能与力学性能。
现有技术选择高an含量提高耐化学腐蚀性、耐油性，但是导致溶解度参数差别变大而出现相容性差的问题，力学性能下降严重；现有技术添加抗化学品的组分，如高结晶性的材料（pbt、pa等），以提高材料的抗化学试剂侵蚀性，然而第三组分的加入过多往往又会导致材料的耐热性能、冲击强度降低或者引发新的相容性问题，从而影响其他机械性能的损失；此外，现有技术公开了聚碳酸酯、abs、st-an-gma三元共聚物、st-an二元共聚物在导电剂存在下挤出造粒，没有涉及产品的耐化学品性能，且改性后的产品较纯pc/abs力学性能下降，尤其是缺口冲击强度下降。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
1.一种高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下重量百分数计的组分：
聚碳酸酯60～85%
abs15～40%
相容剂0.5～5%
改性剂3～10%
所述相容剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚而成的三元共聚物；所述流变改性剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体共聚而成的二元共聚物。
2.如权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，所述的三元共聚物中，芳香族乙烯基单体的含量为50wt%～85wt%，丙烯腈系单体的含量为10wt%～40wt%，余量为甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量。
3.如权利要求2所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，所述的三元共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为0.5wt%～5wt%。
4.如权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，所述的三元共聚物的数均分子量为50000～90000，所述二元共聚物的重均分子量为5000～50000。
5.如权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，所述二元共聚物中，芳香族乙烯基单体的含量为50wt%～85wt%，丙烯腈系单体的含量为15wt%～50wt%。
6.如权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，相容剂的重量百分数为1～3%。
7.如权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料，其特征在于，流变改性剂的重量百分数为4～8%。
8.权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚碳酸酯、abs、相容剂、流变改性剂混合后经双螺杆挤出，得到所述高耐化学品性的pc/abs复合材料。
9.如权利要求8所述高耐化学品性的pc/abs复合材料的制备方法，其特征在于，螺杆挤出的温度为220~280℃，转速180~600rpm。
10.权利要求1所述高耐化学品性的pc/abs复合材料在制备耐化学品材料中的应用。
技术总结