CN101054465A - 一种pc/pet合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PC/PET合金及其制备方法。其组成按重量配比为(%):PC 65-87%;PET5-20%;增韧剂6-10%;相容剂1-3%;抗氧剂0.2-0.6%;其它助剂0.1-2%。本发明材料具有高冲击强度、高模量、高刚性、高的表面光泽度和较低的密度,改善了PC的耐溶剂性、耐磨损性、耐应力开裂和加工流动性。该塑料的制造方法包括以下工艺步骤:首先将原料按上述比例混合,然后进入塑料挤出机中,温度控制在245~280℃,再进行造粒,得到PC/PET合金。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种PC/PET合金及其制备方法。
背景技术
PC(聚碳酸酯)是分子链中含有碳酸酯的一类聚合物,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度,是五大通用工程塑料之一,其产量和消费量仅次于尼龙工程塑料,居第二位。但是聚碳酸酯存在熔体粘度很高,成型加工困难以及耐溶剂性差等缺点。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性,尤其耐油性和耐溶剂性能优异。PET单独使用,存在着耐热性差、冲击强度不高等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PC/PET合金及其制备方法,使得制得的材料具有突出的韧性。
为解决上述技术问题,本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种PC/PET合金,其组成按重量配比为(%):PC 65-87%;PET 5-20%;增韧剂6-10%;相容剂1-3%;抗氧剂0.2-0.6%;;其它助剂0.1-5%。
其中,所述PC为分子量为20000-30000的双酚A型PC。
其中,所述PET为相对密度1.35~1.38,熔点255~260℃,熔体粘度在0.9以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
其中,所述增韧剂为MBS(丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)核-壳型抗冲击改性剂或者硅改性丙烯酸类抗冲击改性剂。
其中,所述相容剂为自制的PC与PET的接枝或嵌段共聚物,按以下重量配比的原料制成:PC∶PET=1,酯交换反应催化剂0.3~0.6%。
其中,所述抗氧剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
其中,所述其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂。
一种所述PC/PET合金的制备方法,包括步骤:
a:先将PC、PET树脂分别于120℃和140℃鼓风干燥4~8小时;
b:先制备相容剂
具体如下:PC 49.7~49.85%,PET 49.7~4985%,酯交换反应催化剂0.3~0.6%,由双螺杆挤出机生产,加工工艺如下:一区温度220~230℃,二区温度235~240℃,三区温度245~250℃,四区温度245~250℃,机头温度245℃,主机转速为450转/分钟,产量约20kg/小时;
c:按重量配比称取干燥好的PC和PET树脂及助剂;
d:将称好的原材料投入到高速混合器中干混3~5min;
e:将d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗,经熔融挤出,造粒;加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度245-280℃,二区温度245-280℃,三区温度245-280℃,四区温度245-280℃,机头245-280℃,停留时间2~3min,压力为12-18MPa。
以上技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
1:本发明采用自制的PC/PET酯交换反应产物作为PC/PET合金的相容剂,所制得的PC/PET合金具有超高的韧性。
2:本发明制得的超韧PC/PET在具有超高韧性的同时,保持材料的其他各项物理力学性能优异。
3:本发明提出的一种PC/PET合金的制备工艺简单、成本低。
具体实施方式
PC/PET是聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物,互相取长补短,既改善了PC的流动性,耐应力开裂性和耐溶剂性,降低了PC的成本,又提高了PET的耐热性和韧性,因而具有优良的综合性能。PC/PET适合用于汽车外装件,如汽车车身板、挡泥板、汽车门框、汽车烟筒排气口和牌照套等;食品加工器;机械零件;日常用品等。
本发明提供的一种PC/PET合金,其组成按重量配比为(%):PC 65-87%;PET 5-20%;增韧剂6-10%;相容剂1-3%;抗氧剂0.2-0.6%;;其它助剂0.1-5%。
其中,所述PC为分子量为20000-30000的双酚A型PC;所述PET为相对密度1.35~1.38,熔点255~260℃,熔体粘度在0.9以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述增韧剂为MBS(丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)核-壳型抗冲击改性剂或者硅改性丙烯酸类抗冲击改性剂;所述相容剂为自制的PC与PET的接枝或嵌段共聚物;所述抗氧剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配;所述其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂等。
在本发明中,先将PC、PET树脂分别于120℃和140℃鼓风干燥4~8小时;先制备相容剂,具体如下:PC 49.85~49.7%,PET 49.85~49.7%,酯交换反应催化剂0.3~0.6%,由双螺杆挤出机生产,加工工艺如下:一区温度220~230℃,二区温度235~240℃,三区温度245~250℃,四区温度245~250℃,机头温度245℃,主机转速为450转/分钟,产量约20kg/小时。
再按重量配比称取干燥好的PC和PET树脂及助剂;将称好的原材料投入到高速混合器中干混3~5min;最后将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗,经熔融挤出,造粒。加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度245-280℃,二区温度245-280℃,三区温度245-280℃,四区温度245-280℃,机头245-280℃,停留时间2~3min,压力为12-18MPa。
为便于对本发明进一步理解,现结合具体实施例对本发明进行详细描述:
在下列实施例的复合材料配方中,抗氧剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯),选用Ciba公司生产,商品牌号分别为Irganox1010,和Irganox168。增韧剂选用MBS核-壳型抗冲击改性剂,如日本三菱丽阳株式会社生产,商品牌号C223A,或Rohm Haas公司生产,商品牌号为EXL-2691A等,或选用硅改性丙烯酸类抗冲击改性剂,如日本三菱丽阳株式会社生产,商品牌号S-2001等。
实施例1:
将PC重量比为85.1%(以下均为重量比),PET5%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂1%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
实施例2:
将PC重量比为79.6%(以下均为重量比),PET10%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂1.5%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
实施例3:
将PC重量比为76.6%(以下均为重量比),PET13%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂1.5%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
实施例4:
将PC重量比为74.6%(以下均为重量比),PET15%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂1.5%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
实施例5:
将PC重量比为72.6%(以下均为重量比),PET17%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂1.5%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
实施例6:
将PC重量比为68.1%(以下均为重量比),PET20%,1010/168 0.2/0.2%,增韧剂C223A8%,相容剂3%,其他0.5%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中,螺杆各加温区温度设置分别为:一区温度:250℃;二区:255℃;三区:255℃;四区:250℃;机头:245℃;停留时间2~3min。压力为15MPa。
性能测试:
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型,样条尺寸(mm):170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度),拉伸速度为50mm/min;
弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm):(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2),弯曲速度为20mm/min;
缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型,试样尺寸(mm):(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2);缺口类型为A类,缺口剩余厚度为3.2mm。
实施例1~6配方及材料性能见表1:
表1
组成 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
PC(%) | 85.1 | 79.6 | 76.6 | 74.6 | 72.6 | 68.1 |
PET(%) | 5 | 10 | 13 | 15 | 17 | 20 |
增韧剂(%) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
相容剂(%) | 1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 3 |
1010(%) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
168(%) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
其它助剂(%) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
缺口冲击强度(KJ/m2) | 98.5 | 95.9 | 94.6 | 90.25 | 85.3 | 80.71 |
拉伸强度(MPa) | 51.6 | 52.53 | 53.31 | 54.3 | 54.72 | 56.3 |
断裂伸长率(%) | 251 | 208 | 199 | 173 | 156 | 130 |
弯曲强度(MPa) | 75.5 | 77.3 | 78 | 78.69 | 80.1 | 80.56 |
弯曲模量(MPa) | 2170 | 2200 | 2276 | 2301 | 2315 | 2360 |
由上表可以看出,PET含量在5~20%范围内PC/PET合金的冲击强度很高,随PET含量的增加,合金的冲击性能有所下降,但都在80KJ/m2以上。综合成本和性能的考虑,PET的最佳添加量为10~20%。本发明通过选择高效的增韧和增容体系,可得到韧性和力学性能极佳的聚碳酸酯/聚酯合金材料,可以满足汽车和电器行业的使用要求。
以上对本发明所提供的一种PC/PET合金及其制备方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1、一种PC/PET合金,其特征在于,其组成按重量配比为(%):
聚碳酸酯PC 65-87%;
聚对苯二甲酸乙二醇酯PET 5-20%;
增韧剂6-10%;
相容剂1~3%;
抗氧剂0.2-0.6%;
其它助剂0.1-2%。
2、如权利要求1所述的PC/PET合金,其特征在于:所述PC为分子量为20000-30000的双酚A型聚碳酸酯。
3、如权利要求2所述的PC/PET合金,其特征在于:所述PET为相对密度1.35~1.38,熔点255~260℃,熔体粘度在0.9以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
4、如权利要求1所述的PC/PET合金,其特征在于:所述增韧剂为MBS核-壳型抗冲击改性剂或者硅改性丙烯酸类抗冲击改性剂。
5、如权利要求1所述的PC/PET合金,其特征在于:所述相容剂为自制的PC与PET的接枝或嵌段共聚物,按以下重量配比的原料制成:PC∶PET=1,酯交换反应催化剂0.3~0.6%。
6、如权利要求1所述的PC/PET合金,其特征在于:所述抗氧剂为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
7、如权利要求1所述的PC/PET合金,其特征在于:所述其它助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂。
8、一种如权利要求1所述PC/PET合金的制备方法,其特征在于,包括步骤:
a:先将PC、PET树脂分别于120℃和140℃鼓风干燥4~8小时;
b:先制备相容剂
具体如下:PC 49.7~49.85%,PET 49.7~49.85%,酯交换反应催化剂0.3~0.6%,由双螺杆挤出机生产,加工工艺如下:一区温度220~230℃,二区温度235~240℃,三区温度245~250℃,四区温度245~250℃,机头温度245℃,主机转速为450转/分钟,产量约20kg/小时;
c:按重量配比称取干燥好的PC和PET树脂及助剂;
d:将称好的原材料投入到高速混合器中干混3~5min;
e:将d中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗,经熔融挤出,造粒;加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度245-280℃,二区温度245-280℃,三区温度245-280℃,四区温度245-280℃,机头245-280℃,停留时间2~3min,压力为12-18MPa。
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