本發(fā)明屬于高分子材料，具體涉及一種pc/pmma/abs復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的汽車內(nèi)飾零件為了美觀效果大量采用噴漆工藝生產(chǎn)，但是噴漆后的塑料制品很難回收，會影響再次使用，且噴涂工藝繁瑣，成本高，污染環(huán)境，廢品率較高同時產(chǎn)生有毒有害氣體、嚴(yán)重危害人體健康，因此免噴涂材料使用越來越廣泛。pc/abs(聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)復(fù)合材料是一種常見的工程塑料合金，由于其具有較高的耐熱性能以及優(yōu)異機(jī)械性能，因此被廣泛的用于汽車內(nèi)飾，由于汽車內(nèi)飾部件經(jīng)常會被觸摸或者碰觸，因此各大主機(jī)廠對于汽車內(nèi)飾材料的耐刮擦性能要求也越來越高。

2、目前，對于耐刮性pc/abs材料的研究和報道有很多。例如cn109825054a公開了一種具有耐刮擦性能的pc/abs合金及其制備方法，該合金包括以下組分重量份：pc：30～80，abs：15～60，聚偏氟乙烯母粒：1～20，相容劑：0.5～5，增韌劑2～15，抗氧劑0.1～1，潤滑劑0.1～1；按照以上組分及重量份備料，再將上述除了聚偏氟乙烯母粒以外的物料置于中速混合器中，混合5～30min，得到混合物料，最后將混合物料投置于雙螺桿擠出機(jī)中，控制螺桿轉(zhuǎn)速為180～600rpm，將聚偏氟乙烯母粒從側(cè)喂喂入，經(jīng)過熔融擠出，造粒，即得到優(yōu)異耐刮擦性能的產(chǎn)品。又例如cn105623233a公開了一種耐磨耐刮擦的注塑級pc/abs合金材料，由以下成分按重量比組成：pc為35～75％，abs為15～60％，復(fù)配型相容劑為2～5％，復(fù)配型增韌劑為1～3％，潤滑劑為1～3％，抗氧劑為0.5～1％，抗紫外線劑為0.5～1％；所述的復(fù)配相容劑為聚烯烴彈性體poe和改性聚烯烴復(fù)配的界面相容劑，復(fù)配比例為1:1～1:3，其中，改性聚烯烴為馬來酸酐接枝聚丙烯(pp-g-mah)，接枝率為3～5％；復(fù)配型增韌劑為熱塑性橡膠、聚烯烴和改性納米碳酸鈣復(fù)配而成；該發(fā)明通過采用復(fù)配型相容劑極大的提高pc和abs界面的相容性。但是，上述兩篇發(fā)明中使用的相容劑的選擇不當(dāng)，進(jìn)而導(dǎo)致所得pc/abs合金的耐刮擦性仍較低，表面依然非常容易被劃傷。

3、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)是一種高分子聚合物，又稱作亞克力或有機(jī)玻璃，具有高透明度，高硬度，高耐候和耐刮擦等優(yōu)點(diǎn)，將pc樹脂、abs樹脂和pmma樹脂搭配做成三元合金可以有效改善pc/abs合金耐刮擦性能。例如cn105348724a公開了一種高光高硬度抗刮傷改性pc/abs合金料及其制備方法，該合金料包含有以下原料成分的重量百分比：pc含量為10～30％、abs含量為30～70％、pmma含量為10～30％，相容劑含量為1～10％、增韌劑1～10％、抗刮傷改性劑1～10％、偶聯(lián)劑0.1～1％、抗氧劑含量為0.1～1％、加工助劑含量為0.1～1％；其制備方法包括將前述各組份依次置入高速攪拌機(jī)中高速混合3～5分鐘，并送入螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，通過此方法制的產(chǎn)品和pc/abs具有相當(dāng)?shù)牧W(xué)性能和較高的耐熱性能。但是，pc樹脂和pmma樹脂的相容性不是很好，會嚴(yán)重影響最終產(chǎn)品的力學(xué)性能和耐刮擦性能，且如果無法很好地控制二者的用量比例，產(chǎn)品表面很容易出現(xiàn)幻彩珠光紋現(xiàn)象，嚴(yán)重影響其在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用。

4、因此，急需開發(fā)一種兼具優(yōu)異力學(xué)性能和耐刮擦性，且外觀良好的pc/pmma/abs復(fù)合材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種pc/pmma/abs復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中各組分之間具有良好的相容性，進(jìn)而能夠兼具高拉伸強(qiáng)度、優(yōu)異的抗沖擊性和優(yōu)異的耐刮擦性能，且外觀不會出現(xiàn)幻彩珠光紋現(xiàn)象，適合在汽車內(nèi)飾中應(yīng)用。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種pc/pmma/abs復(fù)合材料，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料按照重量份包括如下組分：

4、

5、本發(fā)明提供的pc/pmma/abs復(fù)合材料包括pc樹脂、pmma樹脂、abs樹脂、相容劑、酯交換促進(jìn)劑和其他助劑；通過選用pc樹脂、pmma樹脂和abs樹脂三種樹脂基體在特定用量范圍內(nèi)進(jìn)行搭配，特別是添加pmma樹脂，有效提高了復(fù)合材料的耐刮擦性，同時添加相容劑和酯交換促進(jìn)劑進(jìn)行改性，二者協(xié)同復(fù)配，能有效提高上述三種樹脂的相容性，特別是酯交換促進(jìn)劑的加入，能使pc樹脂和pmma樹脂按照特定的比例發(fā)生酯交換反應(yīng)，進(jìn)而大幅度提高了二者的相容性，進(jìn)而使所得pc/pmma/abs復(fù)合材料在具有優(yōu)異抗沖擊性能和高拉伸強(qiáng)度的前提下，還具有優(yōu)異的耐刮擦性能，且外觀不會出現(xiàn)幻彩珠光紋現(xiàn)象，非常適用于制備汽車內(nèi)飾。

6、其中，所述pc樹脂的用量可以為50重量份、52重量份、54重量份、56重量份、58重量份、60重量份、62重量份、64重量份或65重量份等，且所述pc樹脂在pc/pmma/abs復(fù)合材料中的質(zhì)量占比≥45％。

7、所述pmma樹脂的用量可以為5重量份、7重量份、9重量份、11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、19重量份或20重量份等。

8、所述abs樹脂的用量可以為10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份或25重量份等。

9、所述相容劑的用量可以為1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.4重量份或3.6重量份等。

10、所述酯交換促進(jìn)劑的用量可以為0.01重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.15重量份、0.2重量份、0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份或0.5重量份等。

11、所述其他助劑的用量可以為0重量份、3重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份或20重量份等。

12、優(yōu)選地，所述pc樹脂的熔融指數(shù)為2～65g/10min，例如2g/10min、3g/10min、5g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、18g/10min、20g/10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min、55g/10min或60g/10min等，進(jìn)一步優(yōu)選為6～50g/10min，測試溫度為300℃，負(fù)載為1.2kg。

13、優(yōu)選地，所述pc樹脂包括雙酚a型聚碳酸酯。

14、優(yōu)選地，所述pmma樹脂的熔融指數(shù)為1～20g/10min，例如1g/10min、3g/10min、4g/10min、5g/10min、6g/10min、7g/10min、8g/10min、9g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min或20g/10min等，測試溫度為230℃，負(fù)載為3.8kg。

15、優(yōu)選地，所述abs樹脂的熔融指數(shù)為10～20g/10min，例如10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min或20g/10min等，測試溫度為220℃，負(fù)載為10kg。

16、在本發(fā)明中，上述pc樹脂、abs樹脂和pmma樹脂的熔融指數(shù)均可參考iso?1133-1:2022標(biāo)準(zhǔn)中提供的方法進(jìn)行測試。

17、優(yōu)選地，所述abs樹脂中橡膠相的平均粒徑為300～700nm，例如300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm或700nm等。

18、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中相容劑的含量為2.5～2.8重量份，例如2.5重量份、2.55重量份、2.6重量份、2.65重量份、2.7重量份、2.75重量份或2.8重量份等；在本發(fā)明中，進(jìn)一步限定所述相容劑在上述用量范圍內(nèi)，能夠使pc樹脂、pmma樹脂和abs樹脂三者的相容性達(dá)到最佳，進(jìn)而可以保使最終得到的pc/pmma/abs復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐刮擦性能和外觀均達(dá)到最優(yōu)。

19、優(yōu)選地，所述相容劑包括苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。

20、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中酯交換促進(jìn)劑的含量為0.08～0.2重量份，例如0.08重量份、0.085重量份、0.09重量份、0.095重量份、0.1重量份、0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份或0.2重量份等；在本發(fā)明中，進(jìn)一步限定所述酯交換促進(jìn)劑在上述范圍內(nèi)，能夠使pc樹脂和pmma樹脂二者能夠達(dá)到最優(yōu)的相容性，進(jìn)而能夠保證所得pc/pmma/abs復(fù)合材料兼具最優(yōu)的力學(xué)性能、耐刮擦性能和外觀。

21、優(yōu)選地，所述酯交換促進(jìn)劑包括碳酸二苯酯、聚甲基丙烯酰甲亞胺或丙烯酸酯低聚物中的任意一種或至少兩種的組合。

22、優(yōu)選地，所述其他助劑包括增韌劑、抗氧劑、潤滑劑、硅酮母粒、光穩(wěn)定劑或色母粒中的任意一種或至少兩種的組合。

23、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中增韌劑的含量為3～6重量份，例如3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份或5.5重量份等。

24、優(yōu)選地，所述增韌劑包括丙烯酸酯有機(jī)硅共聚物。

25、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中抗氧劑的含量為0.2～1重量份，例如0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份或1重量份等。

26、優(yōu)選地，所述抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑、亞磷酸脂類抗氧劑或受阻胺類抗氧劑中的任意一種或至少兩種的組合。

27、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中潤滑劑的含量為0.2～1重量份，例如0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份或1重量份等。

28、優(yōu)選地，所述潤滑劑包括硅烷聚合物、硬脂酸鎂、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸丁酯、硬脂酸、脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺、乙撐雙硬脂酰胺或聚乙烯蠟中的任意一種或至少兩種的組合。

29、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中光穩(wěn)定劑的含量為1～3重量份，例如1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份或3重量份等。

30、優(yōu)選地，所述光穩(wěn)定劑包括受阻胺類光穩(wěn)定劑和/或苯并三唑類光穩(wěn)定劑。

31、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中硅酮母粒的含量為0.5～4重量份，例如0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份或4重量份等。

32、在本發(fā)明中，對所述硅酮母粒的種類沒有特殊要求，選擇本領(lǐng)域常規(guī)的產(chǎn)品即可，例如可以選擇載體為mbs/sbs，有效成分為超高分子量聚硅氧烷的硅酮母粒。

33、優(yōu)選地，所述pc/pmma/abs復(fù)合材料中色母粒的含量為2～3重量份，例如2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份或3重量份等。

34、在本發(fā)明中，對所述色母粒的顏色沒有特殊要求，按照最終產(chǎn)品需求進(jìn)行顏色選擇即可，同樣對于選擇的特定顏色的色母粒的種類也沒有特殊要求，選擇該特定顏色的常規(guī)市售色母粒產(chǎn)品即可；例如，如果所需色母粒的顏色為黑色，可以選擇由苯乙烯-丙烯腈共聚物和炭黑共混得到的黑色母粒。

35、第二方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述pc/pmma/abs復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括：將pc樹脂、pmma樹脂、abs樹脂、相容劑、酯交換促進(jìn)劑和其他助劑投入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出、冷卻和干燥，得到所述pc/pmma/abs復(fù)合材料。

36、優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)為同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)。

37、優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為25～48(例如25、30、35、40、45或48等)，螺桿機(jī)筒真空度為-0.08～-0.1mpa(例如-0.08mpa、-0.082mpa、-0.084mpa、-0.086mpa、-0.088mpa、-0.09mpa、-0.092mpa、-0.094mpa、-0.096mpa、-0.098mpa或-0.1mpa等)，螺桿進(jìn)料輸送段溫度為200～220℃(例如200℃、202℃、204℃、206℃、208℃、210℃、212℃、214℃、216℃、218℃或220℃等)、核心塑化段溫度為250～260℃(例如250℃、252℃、254℃、256℃、258℃或260℃等)、后均化擠出段溫度為250～260℃(例如例如250℃、252℃、254℃、256℃、258℃或260℃等)，螺桿轉(zhuǎn)速為400～600rpm(例如400rpm、420rpm、440rpm、460rpm、480rpm、500rpm、520rpm、540rpm、560rpm、580rpm或600rpm等)。

38、第三方面，本發(fā)明提供一種如第一方面所述的pc/pmma/abs復(fù)合材料在制備汽車內(nèi)飾零部件中的應(yīng)用。

39、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、本發(fā)明提供的pc/pmma/abs復(fù)合材料包括pc樹脂、pmma樹脂、abs樹脂、相容劑、酯交換促進(jìn)劑和其他助劑，通過選擇pc樹脂、pmma樹脂和abs樹脂三種樹脂在特定用量范圍內(nèi)進(jìn)行搭配，并添加相容劑與酯交換促進(jìn)劑加以輔助，使三種樹脂具有良好的相容性，進(jìn)而能夠保證最終所得pc/pmma/abs復(fù)合材料兼具優(yōu)異的力學(xué)性能和耐刮擦性能，且外觀不會出現(xiàn)幻彩珠光紋現(xiàn)象，非常適合用于汽車內(nèi)飾。