[发明专利]一种微孔PC/ABS合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微孔PC/ABS合金及其制备方法。

背景技术

微孔泡沫塑料（microcellular plastic）是指泡孔直径为0.1-10μm，泡孔密度为10⁹-10¹⁵个/cm³，分布均匀的闭孔结构泡沫塑料。微孔泡沫塑料中含有大量的尺寸小于聚合物本身缺陷的微小气泡，使它既具有一般泡沫塑料质轻、省料、隔热、隔音、吸收冲击载荷等优点，又具有减小应力集中，削弱材料加工因素影响进而提高制品的力学性能的特点。总体来说，微孔泡沫塑料具有高冲击强度、高韧性、高比刚度、高疲劳寿命、低介电常数、低热传导系数、较好吸收能量等优点，因此微孔泡沫塑料广泛应用于诸多领域，如：食品包装、机动车和飞机的结构板；隔热减振抗冲击器件或工具器材；保温材料、高压绝缘材料和自动化设备的精密机械元件等。总之，微孔泡沫塑料是经全球各行业不同产品所验证的技术、有广泛的市场，但在中国应用尚新。

微孔泡沫塑料成型中一个重大的技术突破就是在微孔发泡成型过程中采用超临界流体状态的气体作为发泡剂。所谓超临界流体（SCF）是指气体温度和压力达到某临界温度和临界压力时的状态，这时气体就具有了一些平时不具有的特性，如超临界流体具有类似于液体的密度，同时又具有气体的粘度，它可以溶于几乎所有的聚合物，显著提高其在聚合物中的扩散速度。目前常用的超临界气体有超临界二氧化碳（ScCO₂）及超临界氮气（ScN₂）。而ScN₂与ScCO₂相比而言，具有下列优点：

（1）ScN₂所制得的泡孔直径小：由于ScN₂和ScCO₂在聚合物熔体中的扩散速率接近，如果二者在聚合物熔体中的浓度相同，那么N₂产生的泡孔就比CO₂产生的小（氮气分子的大小小于二氧化碳分子）。且聚合物熔体/超临界流体单相溶液对N₂的驱动力大于CO₂，这样N₂发泡的聚合物熔体中会产生更多的气泡核。由于扩散速率接近，气泡核长大速率N₂与CO₂相同，这样N₂作为发泡剂时所产生的泡孔就比CO₂的小而均匀。（2）ScN₂作为发泡剂，使用量小，所制得的泡孔密度大；与ScCO₂相比，N₂在聚合物熔体中的溶解度要小许多，这也就说明在微孔发泡加工中CO₂的使用量比N₂要多；且若熔体中发泡剂浓度高，会使泡孔密度降低幅度大。（3）ScN₂的原料——氮气成本极为低廉，是所有发泡剂中最便宜的。因此应用ScN₂为微孔发泡剂可大大降低了生产成本，而且环保，其应用潜力巨大。

目前，微孔泡沫塑料的成型方法主要有以下三种形式：间歇成型法、连续挤出成型法、注射成型法。间歇成型法是微孔泡沫成型技术中最早使用的，但是其明显的缺点即低效，低产量，限制了该技术的在工业生产中的应用。微孔塑料连续挤出成型所需设备量少简单，但是其快速降压口模需要大长径比，因此限制了微孔塑料的工业生产产量。而注射成型法是通过快速升温来形成气泡核，这一过程较好控制，并且注塑成型还有着消除制品凹陷、减小尺寸收缩、降低内应力、减轻变形、降低注塑压力、降低锁模力、节能等优点，所以该成型法是目前微孔泡沫塑料的主要成型方法，可加工多种聚合物，如PP、PS、PBT 工程塑料，PA 及PEEK，但用于PC/ABS合金的还较少。

PC/ABS合金具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性及优异的流动特性。PC/ABS合金材料已在汽车业中得到广泛应用，如用来制作仪表板、保险杠、车身外板、内外装饰件等部件，也可用于办公机器如复印机、打字机和计算机外壳等。获得质轻、力学性能好的泡沫PC/ABS合金是其获得更加广泛应用的一个趋势，因此能否采用超临界流体微孔发泡注射成型方法制备PC/ABS合金，是本领域技术人员十分关注的课题。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种微孔PC/ABS合金及其制备方法，该制备方法以超临界氮气为发泡剂，注射成型法制备直径小、密度大且分布均匀的微孔，从而获得具有密度小、力学性能好的微孔PC/ABS合金。