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

一种PC/PET合金及其制备方法
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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