Welche Additive werden für die Modifizierung von PC- und ABS-Compounds benötigt?

29. Dezember 2025 Nachrichten

Lösung des Problems der Kompatibilität zwischen PC- und ABS-Compounds

PC und ABS sind teilweise kompatible Polymere, und schon ein einfaches Mischen kann leicht zu einer Phasentrennung führen, was eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften (insbesondere der Schlagzähigkeit) der Legierung zur Folge hat. Daher sind Kompatibilisatoren nahezu unverzichtbare Kernadditive in allen PC- und ABS-Compound-Rezepturen.

Die Modifizierung von PC/ABS-Legierungen ist ein systematischer technischer Prozess, der die Auswahl geeigneter Additive auf der Grundlage der Anwendungsanforderungen des Endprodukts erfordert. Im Folgenden stellen wir eine detaillierte Liste verschiedener Additive vor, die üblicherweise bei der Modifizierung von PC/ABS-Compounds zum Einsatz kommen, sowie deren Funktionen.

1. Unverzichtbare Zusatzstoffe

Kompatibilisator

Funktion: Verbesserung der Grenzflächenhaftung zwischen PC und ABS, wodurch die Phasenstruktur feiner und stabiler wird und somit die mechanischen Gesamteigenschaften des Verbundmaterials verbessert werden.

Mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polymer: die gängigste und wirksamste Variante.

Gängige Arten:

  • SMA: Maleinsäureanhydrid-Styrol-Copolymer, mit erheblichen Auswirkungen.
  • ABS-g-MAH: Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf ABS-Ketten, mit guter Verträglichkeit mit ABS.
  • SEBS-g-MAH: hat einen doppelten Effekt: Es verbessert die Verträglichkeit und erhöht die Festigkeit.
  • Acryl-Copolymere, wie beispielsweise MBS und ASA, weisen ebenfalls eine gewisse Kompatibilisierungswirkung auf.

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2. Zusatzstoffe zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Stabilität

Antioxidans

Funktion: Sowohl PC als auch ABS neigen bei der Verarbeitung unter hohen Temperaturen zu thermisch-oxidativem Abbau. PC verfärbt sich gelb, und sein Molekulargewicht nimmt ab. Das Butadien-Segment in ABS ist anfällig für Oxidation.

Gängige Arten:

  • Hauptantioxidans (gehinderte Phenole): wie beispielsweise IrgaNOx 1010, 1076, die für die Abfangung freier Radikale zuständig sind.
  • Hilfsantioxidantien (Phosphite), wie beispielsweise Irgafos 168 oder TNPP, sind für den Abbau von Wasserstoffperoxid verantwortlich. Sie werden in der Regel in Kombination mit dem Hauptantioxidans eingesetzt.

Schmierstoffe/Verarbeitungshilfsmittel

Funktion: Verringerung der Schmelzviskosität, Verbesserung der Fließfähigkeit, Verhinderung von Schmelzbrüchen, Verringerung der Anhaftung an den Anlagen und Erleichterung der Entformung.

Gängige Arten:

  • Interne Schmiermittel: wie beispielsweise Stearinsäure, Stearinsäureester (z. B. GMS) und Stearinsäuresalze (z. B. Calciumstearat). Begrenzte Verträglichkeit mit Polymeren; wirkt im Inneren wie ein “Kugellager”.
  • Externe Schmiermittel: wie beispielsweise Polyethylenwachs (PE-Wachs), oxidiertes Polyethylenwachs (OPE-Wachs) und Braunkohgewachs. Diese wandern an die Oberfläche des Polymers und bilden dort eine Gleitschicht zwischen der Form und der Schmelze.
  • Effiziente Verarbeitungshilfsmittel, wie beispielsweise Acrylpolymere (in der Regel Kern-Schale-Strukturen), können die Schmelzviskosität erheblich senken und die Oberflächenglätte verbessern.

3. Additive zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften

Härtungsmittel

Funktion: Obwohl ABS an sich bereits eine gewisse zähmachende Wirkung auf PC hat, müssen für Anwendungen, die eine extrem hohe Schlagzähigkeit erfordern (insbesondere bei niedrigen Temperaturen), zusätzliche Zähigkeitsverstärker zugesetzt werden.

Gängige Arten:

  • MBS-Harz: Es weist eine gute Transparenz auf und ist ein häufig verwendetes Härtungsmittel für PC/ABS-Legierungen, allerdings ist seine Witterungsbeständigkeit schlecht.
  • ACR: Acrylkautschuk mit guter Witterungsbeständigkeit.
  • Elastomere mit Kern-Schale-Struktur, wie beispielsweise ABS, MBS, ACR usw., gehören zu dieser Kategorie und sind die wirksamsten Verfahren zur Zähigkeitsverbesserung bei technischen Kunststoffen.

Verstärker

Funktion: Verbesserung der Steifigkeit, Festigkeit und Hitzebeständigkeit von Polymeren.

Gängige Arten:

  • Glasfaser: Das am häufigsten verwendete Material, das die Festigkeit und Steifigkeit erheblich verbessert, jedoch zu Anisotropie, Oberflächenrauheit und Verschleiß der Anlagen im Produkt führen kann.
  • Kohlefaser: Neben der Verstärkung verleiht es dem Material zudem Leitfähigkeit und elektromagnetische Abschirmungseigenschaften, was zu höheren Kosten führt.
  • Mineralische Füllstoffe, wie beispielsweise Talkum und Wollastonit, verbessern vor allem die Steifigkeit und die Hitzebeständigkeit, haben jedoch nur einen relativ geringen Einfluss auf die Schlagzähigkeit.

4. Zusatzstoffe mit besonderen Funktionen

Flammhemmend

Dies ist einer der wichtigsten Anwendungsbereiche für PC/ABS-Compounds, beispielsweise für Gehäuse von elektronischen und elektrischen Geräten.

Funktion: Sicherstellen, dass das Material die Brandschutzklassen UL94 V-0, V-1, V-2 und andere erfüllt.

Gängige Arten:

  • Halogenhaltige Flammschutzmittel: wie beispielsweise bromierte Epoxidharze, bromierte Polycarbonat-Oligomere usw. Hohe Effizienz, jedoch mit Auswirkungen auf die Verträglichkeit und die thermische Stabilität, und es besteht ein hoher ökologischer Druck.
  • Flammschutzmittel auf Phosphorbasis: wie beispielsweise Phosphatester (TPP, RDP, BDP) und anorganischer Phosphor (roter Phosphor). RDP und BDP sind die gängigsten halogenfreien Flammschutzmittel für PC/ABS und zeichnen sich durch eine gute Verträglichkeit mit PC sowie eine hohe Flammschutzwirkung aus.
  • Synergistische Wirkstoffe, Stoffe wie Antimontrioxid können, wenn sie in Kombination mit halogenierten Flammschutzmitteln eingesetzt werden, die Wirksamkeit des Flammschutzes erheblich verbessern.

Witterungsschutzmittel/Lichtstabilisator

Funktion: Verhindert das Vergilben und den Leistungsabfall von Materialien unter UV-Strahlung. Das im ABS enthaltene Butadien stellt eine Schwachstelle hinsichtlich der Witterungsbeständigkeit dar.

Gängige Arten:

  • UV-Absorber: wie beispielsweise Benzotriazole (Tinuvin 329, 326) und Triazine. Es kann ultraviolette Strahlung stark absorbieren und in Wärmeenergie umwandeln.
  • Lichtstabilisatoren auf Basis von gehinderten Aminen: wie beispielsweise Tinuvin 770 und Chimassorb 944. Hemmung des Photooxidationsprozesses durch Abfangen freier Radikale. Wird in der Regel in Kombination mit UVA eingesetzt.

Antistatikmittel

Funktion: Verringerung des Oberflächenwiderstands des Materials, Verhinderung der Aufladung mit statischer Elektrizität sowie Vermeidung von Staubanhaftung oder Stromschlägen.

Gängige Arten:

  • Interne Antistatikmittel: beispielsweise Glycerinmonostearat und ethoxylierte Amine. Beim Vermischen während der Verarbeitung wandern diese langsam an die Oberfläche und bilden dort eine leitfähige Schicht. Die Wirkung ist langanhaltend, setzt jedoch erst langsam ein.
  • Dauerhafte Antistatikmittel: wie beispielsweise Polyetherblockamide, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen usw. Durch die Bildung eines leitfähigen Netzwerks zur Abwehr statischer Elektrizität ist die Wirkung dauerhaft, allerdings sind die Kosten hoch und die mechanischen Eigenschaften können beeinträchtigt werden.

Farbstoff

Funktion: Das Produkt in verschiedenen Farben anbieten.

Gängige Arten:

  • Organische Pigmente: leuchtend farbenfroh.
  • Anorganische Pigmente: Hohe Deckkraft, gute Witterungsbeständigkeit und Migrationsbeständigkeit.
  • Masterbatch: Die am häufigsten verwendete Form der Einfärbung, bestehend aus Trägerharz, hochkonzentrierten Pigmenten/Farbstoffen und Dispergiermitteln, lässt sich leicht verarbeiten und dispergieren.

5. Beispiele für typische Anwendungsformeln

Universelle Spritzgussqualität:

PC/ABS + Kompatibilisator + Antioxidationsmittel + Gleitmittel

Hohe Schlagfestigkeit:

PC/ABS + Kompatibilisator + Kern-Schale-Zähigkeitsmittel (z. B. MBS) + Antioxidationsmittel + Gleitmittel

Flammschutzausführung (halogenfrei):

PC/ABS + Flammschutzmittel auf Phosphorbasis (RDP/BDP) + Kompatibilisator + Antioxidationsmittel + Synergist für Flammschutzmittel (ggf. erforderlich) + PTFE (Antitropfmittel)

Witterungsbeständigkeit:

PC/ABS + Kompatibilisator + UV-Absorber + Lichtstabilisator auf Basis gehinderter Amine + Antioxidans

 

6. Extruder für die Compoundierung von PC und ABS

  • Es ist ein bestimmtes Drehmoment erforderlich. Es wird empfohlen, das die MH-Serie oder die MU-Serie.
  • Der empfohlene Durchmesser der Schraube beträgt zwischen 35 und 52 mm.
  • Der Doppelschneckenextruder mit variabler Drehzahl kann diese Aufgabe in Kombination mit einer mit Wassertank gekühlten Schneidemaschine bewältigen.