CN101914275A

CN101914275A - 聚碳酸酯组合物及其制备方法

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Publication number: CN101914275A
Application number: CN2010102521804A
Authority: CN
Inventors: 朱怀才
Original assignee: DONGGUAN SINOPLAST INDUSTRIAL Ltd
Current assignee: DONGGUAN SINOPLAST INDUSTRIAL Ltd
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2010-12-15

Abstract

本发明提供了一种聚碳酸酯组合物及其制备方法，所述聚碳酸酯组合物以质量百分比计，包括：聚碳酸酯，30～90％；聚酯，5～50％；相容增韧剂，1～10％；低温抗冲击改性剂，1～10％；抗紫外光助剂，0.1～1％；抗氧化剂，0.1～2％；以及润滑剂，0.1％～1％。所述聚碳酸酯组合物的制备方法，包括步骤：按照质量比例称取所述聚碳酸酯组合物中的组分；将聚碳酸酯、聚酯、相容增韧剂、低温抗冲击改性剂、抗紫外光助剂、抗氧化剂、润滑剂投入到混料机中混合均匀；将混合均匀后的原料经双八温区螺杆挤出机熔融混合、挤出、造粒。本发明的聚碳酸酯组合物具有高的成型加工流动性，且耐化学试剂、抗紫外光、低温抗冲击性能优良，可以广泛应用于壁薄制件。

Description

聚碳酸酯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法，尤其涉及一种耐化学试剂、抗紫外光照射以及抗低温冲击的聚碳酸酯组合物及其制备方法。

背景技术

一些加工过程及非常规的使用环境对所应用的塑料材料提出了特殊的性能要求，例如，有时需要对塑料外壳及框架等的外表面再做涂覆加工，其中，添加稀释剂的涂覆料中的稀释剂即有可能对底材产生化学作用，而不添加稀释剂的涂覆料通常需要紫外线光(UV)照射固化，此两种情况下，均会对底材的性能造成严重影响，甚至出现制品爆裂的现象。而制品在高寒地区使用时则需要材料的低温韧性即低温抗冲击性能好。

另一方面，为了适应产品小型化、便捷化以及节约材料等发展趋势，当前，许多外壳、框架等构件的厚度趋向更薄；同时，为了提高生产自动化程度以提高生产效率，在制品的成型加工过程中普遍采用了针点式进胶口，此两方面均会使得制品在成型加工后的残余内应力增大。此种情况下，制品在应力与化学试剂的联合作用下更易发生降解、开裂等，即出现“环境应力开裂(ESC)”的问题。

因此，为适应加工制造及应用中的化学试剂、紫外光、低温等环境条件，要求制品塑料材料应能使得制成品的残余应力低，且耐化学试剂、抗UV照射、低温抗冲击等性能良好。

现有技术中，聚碳酸酯(PC)塑料具有透明度高、常规力学性能如常温下的无缺口冲击强度等良好、耐热性与耐蠕变性以及尺寸稳定性好等优点，因此被广泛应用于常规环境条件下使用的机件的外壳和框架等，但其分子链刚性大、熔体粘度大而易造成制品中的残余应力大，同时，其耐化学试剂、抗UV照射以及低温抗冲击性能，尤其是低温抗缺口冲击性能较差，抗环境应力开裂性能差，因此限制了其在一些特定条件下的使用。有文献报道了针对PC塑料材料的上述性能缺点的一项或其中几项进行改进的改性技术，但综合提高PC塑料材料的耐化学试剂、抗UV照射、低温抗冲击性能以及降低制品的残余应力的技术尚未见报道。例如，于2009年4月22日公开的中国专利申请公开CN101415750A公开了一种聚碳酸酯树脂，熔融流动性好，但其存在有耐化学试剂性差以及低温抗冲击性能差的问题；于2009年10月28日公开的中国专利申请公开CN101565538A公开了一种无卤阻燃PC/聚酯合金及其制备方法，其耐化学试剂性能优异，但所述材料的低温抗冲击性能差；于2008年6月25日公开的中国专利申请公开CN101208388A公开了具有良好成型加工流动性的聚碳酸酯树脂组合物，但所述材料的低温抗冲击性能未有提高，且不能满足抗化学试剂性以及抗紫外光照射的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种聚碳酸酯组合物及其制备方法，所述聚碳酸酯组合物具有成型加工流动性大从而使得制品的残余应力小的优良性能，且其耐化学试剂、抗UV照射、低温抗冲击性能优良。

针对本发明的目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种聚碳酸酯组合物，以质量百分比计，包括：聚碳酸酯，30～90％；聚酯，5～50％；相容增韧剂，1～10％；低温抗冲击改性剂，1～10％；抗紫外光助剂，0.1～1％；抗氧化剂，0.1～2％；以及润滑剂，0.1％～1％。

针对本发明的目的，在本发明的第二方面，本发明提供了一种聚碳酸酯组合物的制备方法，包括步骤：按照质量比例称取依据第一方面所述的聚碳酸酯组合物中的组分；将聚碳酸酯、聚酯、相容增韧剂、低温抗冲击改性剂、抗紫外光助剂、抗氧化剂、润滑剂投入到混料机中混合均匀；将混合均匀后的原料经双八温区螺杆挤出机熔融混合、挤出、造粒，其中，混合料在挤出机中的停留时间控制在1～4分钟，双螺杆挤出机的温度控制为：1区为230～300℃，2区为240～300℃，3区为240～300℃，4区为240～295℃，5区为240～290℃，6区为240～290℃，7区为240～290℃，8区为240～290℃，机头温度为240～280℃，熔体温度为240～300℃。

与现有技术相比，本发明通过采用共混改性、添加改性以及控制熔融混合工艺的方法，制成了一种具有高的成型加工流动性从而使得制品残余应力小，且耐化学试剂、抗UV、低温抗冲击性能优良的聚碳酸酯组合物，可以广泛应用于电子数码产品、汽车、家电等领域，尤其是制品的模具采用针点式进胶口的壁薄的制件。

具体实施方式

下面详细说明依据本发明的聚碳酸酯组合物及其制备方法。

首先，说明依据本发明的聚碳酸酯组合物。

本发明采用将聚碳酸酯与聚酯共混改性以及向聚碳酸酯/聚酯基材中复合加入添加剂改性的方法以提高材料的综合性能。

按质量百分比，本发明的聚碳酸酯组合物包括：

聚碳酸酯(组分A)： 30～90％；

聚酯(组分B)： 5～50％；

相容增韧剂(组分C)： 1～10％；

低温抗冲击改性剂(组分D)： 1～10％；

抗紫外光助剂(组分E)： 0.1～1％；

抗氧化剂(组分F)： 0.1～2％；以及

润滑剂(组分G)： 0.1～1％。

所述PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，分子量为20000～30000。

所述聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、脂环族二元醇改性聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯(PCTG)、脂环族二元醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等多元共聚酯中的一种或一种以上的混合物。采用聚酯与PC树脂共混，目的在于得到耐化学试剂与抗UV性能良好的基材，且使基材树脂具有良好的熔融流动性。

所述相容增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚烯烃、甲基丙烯酸缩水甘油酯官能化聚烯烃、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化聚烯烃、马来酸酐与丙烯酸酯双官能化聚烯烃中的一种或一种以上的混合物，接枝率为0.1～20％，优选接枝率为2～15％，更优选接枝率为5～10％。相容增韧剂的加入，目的是提高聚酯与聚碳酸酯之间的相容性，且对聚酯与聚碳酸酯共混而成的基材起到增韧的作用。

所述低温抗冲击改性剂包括以下的一种或一种以上的混合物：以交联的丁二烯苯乙烯共聚物作为核、接枝的聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型抗冲击改性剂；丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物；以及以硅橡胶-丙烯酸酯为核、接枝的聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型抗冲击改性剂。

所述抗紫外光助剂为受阻胺类、羟基苯并三唑类、苯酮类、炭黑的一种或一种以上的混合物。

所述抗氧化剂为硫代二丙酸双酯、二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉及其衍生物或聚合物、亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯、碱金属或碱土金属的硅酸盐、受阻酚中的一种或一种以上的混合物。

所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、次乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸脂中的一种或一种以上的混合物。

其次，给出本发明的聚碳酸酯组合物的制备方法。

本发明的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

1)按照质量比例称取所述聚碳酸酯组合物中的组分；

2)将聚碳酸酯、聚酯、相容增韧剂、低温抗冲击改性剂、抗紫外光助剂、抗氧化剂、润滑剂投入到混料机中，混合均匀；

3)将上述混合均匀后的原料投入到八温区双螺杆型挤出机中，经熔融塑化混炼、挤出、造粒，混合料在挤出机中的停留时间控制在1～4分钟；其中，双螺杆挤出机的温度控制1区为230～300℃，2区为240～300℃，3区为240～300℃，4区为240～295℃，5区为240～290℃，6区为240～290℃，7区为240～290℃，8区为240～290℃，机头温度为240～280℃，熔体温度为240～300℃。

最后，给出本发明的实施例和对比例，以说明本发明材料的性能水平。表1示出各组分的用量(以公斤为单位)以及各项性能测试结果。

其中，组分A选用双酚A型聚碳酸酯，数均分子量22000；组分B选用脂环族二元醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯；组分C选用乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，其中，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为9％。组分D选用具有丙烯酸酯(含量为70％)为核、接枝的聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型抗冲击改性剂；组分E选用受阻胺类紫外线吸收剂；组分F选用受阻酚与亚磷酸酯的20∶80复配抗氧剂；组分G选用季戊四醇硬脂酸脂。

常规力学性能按照ASTM D638标准规定测试；耐化学试剂性能的表征是将常规拉伸试样暴露在特定的化学品中一定时间后，再依照ASTM D638测试其力学性能，通过与常规力学性能值的比较，衡量耐化学试剂性能的大小；抗UV性能是将常规拉伸试样用一定能量的UV照射一段时间后，再依照ASTM D638测试其力学性能，通过与常规力学性能值的比较，衡量抗UV性能的高低；熔融指数依照ASTM D1238，测试温度300℃，载荷1.2KG，以表征熔体流动性。

试样处理条件为：紫外光照射为使用能量为1焦耳/cm²的紫外光照射试样1min；浸泡化学试剂为试样在二甲苯/乙醇(40/60的体积比)中浸泡15秒后80℃干燥3小时。

表1

由表1中的结果说明，PC中加入聚酯组分后耐化学试剂以及熔体流动性均得以提高；相容增韧剂的加入提高了PC/聚酯基材的冲击强度；低温抗冲击改性剂起到了提高低温抗冲击性能的作用；抗紫外光助剂的加入使材料具有更好的抗UV性能。

与现有技术相比，本发明通过采用共混改性、添加改性以及控制熔融混合工艺的方法，制成了一种具有高的成型加工流动性从而使得制品残余应力小、且耐化学试剂与抗UV性能优良、低温抗冲击性能优良的聚碳酸酯组合物，可以广泛应用于电子数码产品、汽车、家电等领域，尤其是制品的模具采用针点式进胶口的壁薄的制件。

Claims

1.一种聚碳酸酯组合物，以质量百分比计，包括：

聚碳酸酯，30～90％；

聚酯，5～50％；

相容增韧剂，1～10％；

低温抗冲击改性剂，1～10％；

抗紫外光助剂，0.1～1％；

抗氧化剂，0.1～2％；以及

润滑剂，0.1％～1％。

2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯，分子量为20000～30000。

3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯、脂环族二元醇改性聚对苯二甲酸-1，4-环己烷二甲醇酯、脂环族二元醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述相容增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚烯烃、甲基丙烯酸缩水甘油酯官能化聚烯烃、丙烯酸酯与缩水甘油酯双官能化聚烯烃、以及马来酸酐与丙烯酸酯双官能化聚烯烃中的一种或一种以上的混合物，接枝率为0.1％～20％，优选接枝率为2％～15％，更优选接枝率为5％～10％。

5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述耐低温冲击改性剂包括以下的一种或一种以上的混合物：以交联的丁二烯苯乙烯共聚物作为核、接枝的聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型抗冲击改性剂；丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物；以及以硅橡胶-丙烯酸酯为核、接枝的聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核-壳型抗冲击改性剂。

6.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述抗紫外光助剂为受阻胺类、羟基苯并三唑类、苯酮类、炭黑的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为硫代二丙酸双酯，二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉及其衍生物或聚合物、亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯，碱金属或碱土金属的硅酸盐、受阻酚的一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、次乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸脂的一种或一种以上的混合物。

9.一种聚碳酸酯组合物的制备方法，包括步骤：

按照质量比例称取依据权利要求1～8中任一项所述的聚碳酸酯组合物中的组分；

将聚碳酸酯、聚酯、相容增韧剂、低温抗冲击改性剂、抗紫外光助剂、抗氧化剂、润滑剂投入到混料机中混合均匀；

将混合均匀后的原料经双八温区螺杆挤出机熔融混合、挤出、造粒，其中，混合料在挤出机中的停留时间控制在1～4分钟，双螺杆挤出机的温度控制为：1区为230～300℃，2区为240～300℃，3区为240～300℃，4区为240～295℃，5区为240～290℃，6区为240～290℃，7区为240～290℃，8区为240～290℃，机头温度为240～280℃，熔体温度为240～300℃。