CN101805505B - 一种pc/pmma合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PC/PMMA合金及其制备方法。PC/PMMA合金，按重量百分比由以下的组分组成：PC 75-82％；PMMA 10-15％；增韧剂4-10％；相容剂3-5％；抗氧剂1-2％。本发明PC/PMMA合金充模流动性好，加工性能优良，高抗冲，耐化学品性，硬度高不易划痕，根据需要还可以调节PC/PMMA的透光度及表面的珠光色彩，该合金可以在表面硬度较高的通信器材外壳及对表面光泽要求较高的食品包装。
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/PMMA合金及其制备方法。
[背景技术]
聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)，为一种性能优良的非结晶热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。然而，未经改性的聚碳酸酯仍有不足之处。表现在加工流动性不足，耐应力开裂差，耐化学性能差，表面硬度及韧性不能兼顾等缺点。
合金化是改善PC性能不足的重要途径，PC与ABS合金化降低了PC的熔体粘度，改善了PC的加工性能，提高了PC耐应力开裂性。PC/ABS广泛应用于家电，汽车，日常消费品等领域。但是针对性能要求比较特殊的领域，PC/ABS合金也存在一些问题，硬度和强度较低，高表面硬度，高强度以及需要在特殊化学环境中的产品就不适合用PC/ABS合金。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种高硬度、高强度、耐化学药品性好的PC/PMMA合金及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种PC/PMMA合金，按重量百分比由以下的组分组成：
PC 75-82％；
PMMA 10-15％；
增韧剂 4-10％；
相容剂 3-5％；
抗氧剂 1-2％。
其中，所述的PC/PMMA合金，所述的聚碳酸酯为折射率1.58-1.61，透射率为88％-90％的聚碳酸酯。所述的PMMA为折射率1.47-1.50，透射率为90-92％的PMMA。所述的增韧剂为一种核-壳结构的增韧剂，所述的壳为甲基丙烯酸甲酯。所述的相容剂为联苯型液晶环氧树脂，数均分子量为300-1000，所述的联苯型液晶环氧树脂为利用联苯二酚和环氧氯丙烷，在18-冠-六-醚的相转移催化剂催化作用下合成聚合度为2-5的联苯型液晶环氧树脂。所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。
一种上述的PC/PMMA合金的制备方法的技术方案是，包括以下步骤：
A)按上述的配比称取原料；
B)将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；
C)将B步骤混合好的预混合料置于双螺杆机中熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
PMMA树脂(聚甲基丙烯酸甲酯)是甲基丙烯酸甲酯单体聚合而成，是一种高度透明的无定形热塑性聚合物。根据聚合机理的不同，PMMA有四种不同的构型：无规立构、全同立构、间同立构、立构规整，性能也有所不同。具有高度透明性，透光率90％-92％，比无机玻璃还高，并能透过紫外线光达73.5％。折射率1.49。机械强度高、韧性好，拉伸强度60-75MPa，冲击强度12-13KJ/M，比无机玻璃高8-10倍。可定向拉伸，冲击强度提高1.5倍。具有优良的耐紫外线和大气老化性。玻璃化温度80-100℃，分解温度＞200℃。使用温度-40～80℃。耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、冰醋酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等，不溶乙醇、乙醚、石油醚等。电绝缘性良好。
本发明采用联苯型液晶型环氧树脂作为相容剂，利用环氧树脂的环氧基在高温下与PC发生交换反映形成具有交联结构的网络。同时环氧树脂与PMMMA又有很好的相容性，在界面处环氧树脂通过强化学/物理相互作用使PC/PMMA两相界面得以增强。该合金兼有PC和PMMA的优点，一方面合金可以提高耐化学腐蚀性和表面硬度和机械强度，另一方面合金可以降低熔体粘度，改善加工性能，可用于成型大面积及复杂的制品，在电子电器外壳领域及高级食品包装方面都有很好的应用前景。
[具体实施方式]
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：
在实施例中，PC为折射率1.58-1.61，透射率为88％-90％的聚碳酸酯，可以选用型号有日本帝人化成的PC 1250Y或美国陶氏公司的PC201-10；PMMA折射率1.47-1.50，透射率为90-92％的PMMA，可以选用日本三菱丽阳公司的PMMMA MF001或美国德国赛的PMMA 6N；增韧剂为核-壳结构的增韧剂，其中的壳为甲基丙烯酸甲酯，可以选用美国罗门哈斯的或C223A日本三菱的2691A；所述的相容剂为一种联苯型液晶环氧树脂，数均分子量为300-1000，利用联苯二酚和环氧氯丙烷，在18-冠-六-醚的相转移催化剂催化作用下合成聚合度为2-5的联苯型液晶环氧树脂；所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯可以选用瑞士汽巴或台湾双键的抗氧剂1010。
实施例一：按如下重量百分比称取原料：PC 75％，PMMA 15％，增韧剂6％，相容剂3％，抗氧剂1％。将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
实施例二：按如下重量百分比称取原料：PC 82％，PMMA 10％，增韧剂4％，相容剂3％，抗氧剂1％。将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
实施例三：按如下重量百分比称取原料：PC 78％，PMMA 10％，增韧剂7％，相容剂3％，抗氧剂2％。将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-400℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
实施例四：按如下重量百分比称取原料：PC 75％，PMMA 15％，增韧剂4％，相容剂5％，抗氧剂1％。将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-400℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
实施例五：按如下重量百分比称取原料：PC 80％，PMMA 11％，增韧剂4％，相容剂4％，抗氧剂1％。将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-400℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
以下举出具体的实施的评价表征方式，以详细的说明本发明。
在上述实施例中，性能的测试和表征均依据ASTM相关标准；测试条件均为23℃、53％相对湿度。
拉伸强度/断裂伸长率：ASTM D638；
弯曲强度/弯曲模量：ASTM D790；
悬臂梁缺口冲击强度：ASTM D256；
熔融指数；ASTM D1238
热变形温度：ASTM D648(1.82Mpa条件下)；
表面光泽度按简单的目测方法检验是否有珠光色彩；
耐化学药品性是将样条放置在模拟的化学环境中，进行外观(目测)和冲击韧性的测试；
表1为PC/PMMA合金实施例中各组分的比例及性能对照表：
通过对比可以看到本发明PC/PMMA合金的有益效果是：
1.综合性能优异，跟Sabic PC/ABS C1200HF相比，本发明中的PC/PMMA合金表面硬度高，机械强度高，并有较好的耐化学药品性能。
2.根据需要可以调节配方比例，做适合做免喷涂，高表面硬度的手机外壳或表面有珠光色彩环保的食品包装材料。
Claims (6)
1.一种PC/PMMA合金，其特征在于，按重量百分比由以下的组分组成：
PC 75-82％；
PMMA 10-15％；
增韧剂4-10％；
相容剂3-5％；
抗氧剂1-2％；
所述的相容剂为联苯型液晶环氧树脂，数均分子量为300-1000，所述的联苯型液晶环氧树脂为利用联苯二酚和环氧氯丙烷，在18-冠-六-醚的相转移催化剂催化作用下合成聚合度为2-5的联苯型液晶环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述的聚碳酸酯为折射率1.58-1.61，透射率为88％-90％的聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述的PMMA为折射率1.47-1.50，透射率为90-92％的PMMA。
4.根据权利要求1所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述的增韧剂为一种核-壳结构的增韧剂，所述的壳为甲基丙烯酸甲酯。
5.根据权利要求1所述的PC/PMMA合金，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。
6.一种权利要求1所述的PC/PMMA合金的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
A)按权利要求1所述的配比称取原料；
B)将PC，PMMA，增韧剂，相容剂及抗氧剂等按照先后顺序加入高速配料搅拌机中，先低速搅拌1-2分钟，接着高速搅拌3-4分钟，低高速连续搅拌3-5次；
C)将B步骤混合好的预混合料置于双螺杆机中熔融挤出造粒，其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。
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