一种耐湿热老化、高pu泡沫结合强度pc/sma材料的制作方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及高分子
技术领域：
，具体地说，是一种耐湿热老化、高PU泡沫结合强度PC/SMA材料及其在制备车辆仪表板骨架中的应用。【
背景技术：
】[0002]近年来，随着人们经济收入的不断提高以及汽车业的快速发展，汽车已越来越多地进入普通家庭，但随之而来的是越来越严重的交通事故的不断发生。目前中国是已成为世界上因交通死亡人数最多的国家，而且是交通事故死亡率最高的国家。因此，通过汽车制备材料的功能创新以提高对车辆驾驶员的安全保护作用，降低交通事故发生率已成为一项必要而紧迫的工作。汽车仪表板是人们进入车内首先注意到和面对的车辆部件，而仪表板骨架又是为仪表板提供支撑和实现其功能的部件，在较为严重的交通事故中，仪表板骨架是前排驾乘人员的最后一道防线。因此，仪表板骨架的性能优劣会直接影响到驾乘人员的行车安全。一般而言，仪表板骨架的常用材料主要包括PC/ABS、PP、SMA、PPO(PPE)等。其中，以聚碳酸酯（PC)与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)组成的塑料合金具有韧性好、强度高、耐热温度高等优点，且合金材料的表面具有一定极性，使得其与PU的结合力较强。但由于价格因素，目前，PC/ABS主要在B级以上汽车的仪表板骨架中使用，特别是十分注意安全性的沃尔沃等汽车公司，在仪表板骨架选材上是十分倾向于使用PC/ABS类材料的。[0003]本领域人员均知，汽车仪表板骨架在使用过程中要承受来自于发动机和光照生热所产生的高温环境，有时甚至是高温高湿的环境。这样的环境中，PC/ABS中的聚丁二烯橡胶会由于双键断裂而发生一定程度的老化，从而降低其作为增韧相的效果。而含有端羟基的PC也会在湿热老化后发生一定程度的降解，造成产品性质劣化。此外，PU受到湿热环境影响，老化后与基材的表面结合力会有所降低。以上这些因素，都会影响到长期使用后仪表板骨架的安全性。[0004]中国专利文献201110219057.7公开了一种应用于汽车空调仪表板的PC/ABS合金，所述的PC/ABS合金包括聚碳酸酯23-34%、ABS60-73%、SMA4-6%、抗氧剂0.9-0.13%、润滑剂0.25-0.35%。但该专利并未涉及如何改善PC/ABS材料与PU泡沫的结合强度的问题，其将SMA作为相容剂使用，改善PC与ABS中的PB组分相容性差的问题。事实上，PB并非单纯的聚丁二烯橡胶，而是与丙烯晴和苯乙烯存在高度接枝的增强相，且在实际使用时，PC与ABS相容性是非常理想的，并不需要SMA作为相容剂进行改善。本发明使用SM增强PC材料与PU泡沫间的结合强度，与该专利的出发点和使用效果完全不同。中国专利文献201410750849.0公开了一种改性PC/ABS工程塑料，由以下组分组成：PC50-65%、ABS30-44%、相容剂1-3%、抗冲击改性剂1-3%、润滑剂0-1%，所述相容剂为聚硅氧烷-丙烯酸酯类相容剂。同样，该专利也为涉及如何改善PC/ABS材料与PU泡沫的结合强度的问题。因此，提供一种具备高韧性，与PU具有高结合强度，且耐湿热老化性改善的PC/SMA材料，不论从车辆安全还是产品商业价值角度都是十分必要的。【
发明内容】[0005]本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种耐湿热老化、高泡沫结合强度PC/SMA材料。[0006]本发明的再一的目的是，提供所述PC/SMA材料的用途。[0007]本发明的另一的目的是，提供所述PC/SMA材料的制备方法。[0008]为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：[0009]一种耐湿热老化、高I3U泡沫结合强度PC/SMA材料，由下列组分及含量制备而成：聚碳酸酯60-80份、反应型相容剂0.1-3份、PU泡沫结合剂3-50份、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂〇.1-20份、抗氧剂0.1-3份；所述的PU泡沫结合剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SM)或SM衍生物或两者的任意组合。[0010]所述的反应型相容剂为带有环氧乙烷基团的反应型相容剂。[0011]所述的反应型相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（SAG)、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物（EMA-g-GMA)或聚烯烃弹性体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（POE-g-GMA)。[0012]所述的SMA衍生物为磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物（SSMA)、乙醇接枝SMA或丙烯酸酯接枝SM。[0013]所述的PU泡沫结合剂用于提高材料与PU泡沫结合强度。[0014]所述的抗氧剂为抗氧剂1076与抗氧剂168按质量比为1:1混合。[0015]所述的丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂为三菱丽阳株式会社的metablenS2006聚硅氧烷丙烯酸复合橡胶。[0016]为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：[0017]如上任一所述的PC/SMA材料在制备车辆仪表板骨架中的应用，所制备的仪表板骨架具有高I3U泡沫结合强度。[0018]为实现上述第三个目的，本发明采取的技术方案是：[0019]如上任一所述的PC/SMA材料的制备方法，包括如下步骤：[0020](1)按配比秤取各原料，将聚碳酸酯与反应型相容剂及抗氧剂共混挤出，对聚碳酸酯进行封端；[0021]⑵将制备好的封端PC与PU泡沫结合剂、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂共混挤出造粒，即得产品。[0022]本发明目的在于提供一种新型耐湿热老化、高泡沫结合强度PC/SMA材料，该材料不仅具有良好的耐湿热老化性能，在湿热老化箱中老化200h后仍具有较高冲击强度，且该PC/SMA材料与PU泡沫具有很好的粘结作用，其PU泡沫结合强度远高于普通的PC/ABS材料。[0023]本发明以SM或SM衍生物代替ABS与PC组成塑料合金，发明人在实验中发现，在PC/ABS材料中添加SM组分后，所制备的板材与PU泡沫的结合强度远高于未添加SM的板材，发明人推测可能是由于SM所制骨架表面带有大量的马来酸酐基团，这些马来酸酐在PU发泡过程中，与PU形成了大量的氢键甚至会产生化学反应生成化学层面的键合，从而增强了板材与PU泡沫的结合强度。而通过大量实验探索发现，将PC/ABS合金组分中的ABS完全替换为SM后，不仅保留了PC/ABS合金的高力学性能的优点，所制备的PC/SMA合金板材与I3U泡沫结合强度远高于普通的PC/ABS材料。其中，SMA代表苯乙烯-马来酸酐共聚物，SMA衍生物包括磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物（SSMA)、乙醇接枝SMA、丙烯酸酯接枝SM等。[0024]发明人在长期的生产实践中发现，具有聚甲基苯烯酸甲酯（PMMA)壳体包裹的丙烯酸酯类增韧剂的耐老化性要显著优于普通ABS中的聚丁二烯橡胶，尤其是含有硅橡胶的丙烯酸酯类增韧剂不仅具有优良的耐老化性能，还具有优异的低温增韧效果。本发明采用核结构中含有机硅的丙烯酸接枝改性硅氧烷复合橡胶作为增韧剂添加到PC/ABS材料中。这类增韧剂主要分散在对体系韧性影响更大的PC相中，且热老化对其影响要比ABS中的聚丁二烯橡胶更小，长期使用后材料的韧性保持率优于未添加的对应材料。需要说明的是，实施例中，本发明所用的三菱丽阳株式会社的metablenS2006为聚硅氧烷丙烯酸复合橡胶，为核-壳结构，核为有机硅/丙烯酸，壳为甲基丙烯酸甲酯。[0025]含有端羟基的PC在高温条件下容易成为亲核试剂，会进攻链段上的酯基，造成材料降解，影响产品的性能。本发明选用带有环氧乙烷基团的相容剂对PC进行封端改性，这些具备反应型官能团的封端剂能够对PC进行封端，从而提高PC的热稳定性，特别是保持了在湿热环境中的使用性能，提高了制品的使用寿命和安全性能，且其中部分还兼具了相当良好的增韧效果。[0026]本发明优点在于：[0027](1)本发明使用SM或其衍生物来代替ABS与PC组成塑料合金，保留了PC/ABS合金的高力学性能的优点，所制备的PC/SMA合金板材与PU泡沫结合强度远高于普通的PC/ABS材料；[0028](2)本发明选用带有环氧乙烷基团的相容剂对PC进行封端改性，提高了材料经湿热环境后的使用性能；[0029](3)本发明使用丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂提高PC材料的耐湿热老化性能，这类增韧剂耐老化性要显著优于普通ABS中的聚丁二烯橡胶，且主要分散在对体系韧性影响更大的PC相当中，热老化对其影响要小于ABS中的聚丁二烯橡胶。【附图说明】[0030]附图1为实施例1所制备的发泡试验板老化后剥离泡沫层后的照片。[0031]附图2为对比例1所制备的发泡试验板老化后剥离泡沫层后的照片。【具体实施方式】[0032]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。[0033]下述实施例中所用的聚碳酸酯为帝人聚碳酸酯有限公司的PC1250WP，所用的ABS为高桥石化公司的ABS8434。[0034]实施例1[0035]一种耐湿热老化、高I3U泡沫结合强度PC/SMA材料，由下列组分及含量制备而成：聚碳酸酯70份、反应型相容剂2份、SMA20份、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂10份、0.2份抗氧剂1〇76、0.2份抗氧剂168。所述的反应型相容剂为南通日之升高分子新材料科技有限公司的SAG-001;所述SMA为POLYSCOPE的SMA-SZ23110;所述的丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂为三菱丽阳株式会社的metablenS2006聚硅氧烷丙烯酸复合橡胶。制备方法：按配比秤取各原料，先将反应型相容剂与聚碳酸酯及抗氧剂共混挤出，对PC进行反应封端，挤出后的PC溶指升高到12g/10min(300°C*1.2kg);将制备好的封端PC与SMA、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂、抗氧剂共混挤出造粒；将得到的粒子注塑成样板和ISO型测试样条。[0036]实施例2[0037]-种耐湿热老化、高I3U泡沫结合强度PC/SMA材料，由下列组分及含量制备而成：聚碳酸酯65份、反应型相容剂1份、PU泡沫结合剂10份、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂5份、0.5份抗氧剂1076、0.5份抗氧剂168。所述的反应型相容剂为聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（PP-g-GMA);所述I3U泡沫结合剂为磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物（SSMA);所述的丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂为三菱丽阳株式会社的metablenS2006聚硅氧烷丙烯酸复合橡胶。制备方法：按配比秤取各原料，先将反应型相容剂与聚碳酸酯及抗氧剂共混挤出，对PC进行反应封端，挤出后的PC溶指升高到12g/10min(300°C*1.2kg);将制备好的封端PC与PU泡沫结合剂、丙烯酸接枝改性硅氧烷类增韧剂、抗氧剂共混挤出造粒；将得到的粒子注塑成样板当前第1页1 2