CN102120872A - 一种高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，由主材和助剂组成，所述主材的组成配方为：聚碳酸酯(PC)40％～80％，热塑性聚酯16％～47％，乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体3％～10％，上述各组成的重量百分比之和为100％；所述助剂包括添加量为主材总重量0.1％～0.5％的酯交换抑制剂；还可包括添加量为主材总重量的0％～3％的其他助剂。本发明产品不仅具有较高的耐热温度、优异的喷涂性和高流动性，而且保持了优异的力学与加工性能，可用于各种汽车内外饰件。

Description

一种高流动、易喷涂、高耐热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，具体说，是涉及一种可用于各种汽车内外饰件的，具有优异机械性能及热性能的聚碳酸酯组合物。

背景技术

聚碳酸酯(PC)塑料具有耐热性高，透明度好，光泽高，韧性好等优点，但是它流动性差，成型困难；制品对缺口敏感，容易产生应力开裂；不耐溶剂，而且价格昂贵。通常通过制备PC塑料合金的方法来改善上述缺点，PC/ABS塑料合金就是其中最常见的一种。其中PC/ABS塑料合金是最常见的方法，例如美国专利US 3130177、US 4624986等通过将ABS与PC的共混技术，得到了高冲击韧性且改善了流动性的低成本PC/ABS塑料合金组合物。尽管PC/ABS合金熔体粘度低，加工性能好，有较高的冲击强度等良好的综合性能，但是由于ABS与PC的耐溶剂性能都比较差，一般不能使用其做户外产品，并且其喷漆时对油漆的选择性较窄，适用性不强，很多油漆在PC/ABS材料上使用时，易出现变色、开裂等现象，不能与其他材料，如PP等一起进行喷涂，大大增加了生产成本及效率。

聚对苯二甲酸丁二醇酯(简称PBT)，具有良好的机械性能，其结晶速度快，耐候性好，优异的耐化学药品性、高耐热等特点。广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等。但是其玻璃化温度低，制品成型收缩率较大，缺口冲击强度低，高温下刚性不足。将PC、PBT共混改性，制成PC/PBT合金，可以实现优势互补，克服PC制品残余应力大，易于发生应力开裂，成型加工困难等缺点，又弥补了PBT缺口冲击低、成型收缩率大等不足。由于PC和PBT具有相近的结构和浓度参数，PC/PBT的共混体系被认为是部分相容的。PC/PBT材料可以使用ABS高胶粉对其进行增韧增容，不过该体系引入了ABS项，与强极性的油漆溶剂接触时，仍然会发生反应，使整个体系的耐溶剂性降低。

发明内容

本发明的目的是旨在提供一种可用于汽车内外饰件的，一种高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物由主材和助剂组成，主材的组成及各组成的重量百分比如下：

聚碳酸酯(PC)                          40％～80％

热塑性聚酯                            10％～55％

乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯    3％～10％

乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体            1％～3％

上述各组成的重量百分比之和为100％；

所述助剂包括酯交换抑制剂，酯交换抑制剂的添加量为主材总重量的0.1％～0.5％。

助剂还可以包括其他助剂如抗氧剂、润滑剂及颜色添加剂中的一种或几种，添加量为主材总重量的0％～3％。

所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯，以衍生自双酚A和光气的线性聚碳酸酯较佳，其中以重均分子量为20000～40000g/mol、衍生自双酚A和光气的线性聚碳酸酯最佳。

所述热塑性聚酯优选聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)。

所述乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体优选乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)，其中以共聚物中含甲基丙烯酸酯为15～30wt％的最佳。

所述乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为5～10wt％，丙烯酸酯的含量为20～30wt％。

所述酯交换抑制剂为亚磷酸酯类化合物，尤其是亚磷酸三甲苯酯(TPP)。

所述的颜色添加剂优选为炭黑着色剂。

本发明所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物的制备，是首先将所有组分按配比混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒即可。步骤包括：

(1)按比例称取原料，混匀；

(2)将混匀后的原料加入挤出机，200～270℃下挤出造粒，螺杆转速200～400转/分钟。

与现有技术相比，本发明产品具有优异的喷涂性能、耐热性和高流动性，易于充填成形大尺寸模具，可用于各种汽车内饰件。另外，本发明产品的制备工艺简单、成本低廉，符合工业化生产要求，具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明是如何实现的做进一步详细、清楚、完整地说明，所列实施例仅对本发明予以进一步的说明，并不因此而限制本发明。

实施例中选用的：

聚碳酸酯-衍生自双酚A和光气的线性聚碳酸酯(PC)，重均分子量为20000～40000g/mol，由陶氏公司生产提供，牌号为300-10；

热塑性聚酯-PBT，由BASF公司生产提供，牌号为4500；

乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，法国阿克玛公司生产，牌号AX8900，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为5～9wt％；丙烯酸酯的含量为20～30wt％。

乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体-EMA，由杜邦公司生产提供，其中的甲基丙烯酸酯的含量为24wt％，牌号为1224AC；

酯交换抑制剂为亚磷酸酯类化合物亚磷酸三甲苯酯(TPP)，美国大湖公司生产；

其他助剂中抗氧剂，为受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂任意比的混合物，由Ciba公司生产提供；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，是由LOZA公司生产提供，牌号为GLYCOLUBE-P；颜色着色剂为炭黑着色剂，Cabot公司，牌号BP717。

实施例1

取干燥的PC树脂40kg、PBT树脂47kg、10kg乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯AX8900和3kg EMA、亚磷酸三甲苯酯TPP 0.5kg、0.1kg受阻酚抗氧剂Irgoanox 1010、亚磷酸酯类抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)0.1kg、润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.1kg、炭黑着色剂0.2kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中；主机筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为220℃、240℃、250℃、255℃、255℃，双螺杆转速为300转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒。

实施例2

取干燥的PC树脂50kg、PBT树脂40kg、7kg乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯AX8900和3kg EMA、亚磷酸三甲苯酯TPP 0.3kg、0.1kg受阻酚抗氧剂Irgoanox 1010、亚磷酸酯类抗氧剂双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯0.1kg、季戊四醇硬脂酸酯0.1kg、炭黑着色剂0.2kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中，其余同实施例1。

实施例3

取干燥的PC树脂60kg、PBT树脂33kg、5kg乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯AX8900和2kg EMA、TPP 0.3kg、0.1kg受阻酚抗氧剂Irgoanox1010、亚磷酸酯类抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)0.1kg、季戊四醇硬脂酸酯0.1kg，炭黑着色剂0.2kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中，其余同实施例1。

实施例4

取干燥的PC树脂70kg、PBT树脂23kg、5kg乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯AX8900和2kg EMA、TPP 0.3kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中，其余同实施例1。

实施例5

取干燥的PC树脂80kg、PBT树脂16kg、3kg乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯AX8900和1kg EMA、TPP 0.1kg、0.5kg受阻酚抗氧剂Irgoanox1010、亚磷酸酯类抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)0.5kg、季戊四醇硬脂酸酯0.3kg、炭黑着色剂0.5kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中，其余同实施例1。

对照例1

取干燥的PC树脂60kg、PBT树脂30kg、ABS高胶粉10kg、TPP 0.3kg、受阻酚抗氧剂0.1kg、亚磷酸酯类抗氧剂0.1kg、季戊四醇硬脂酸酯0.1kg、炭黑着色剂0.2kg，高速混匀后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝36)的主机筒中，其余同实施例1。

表1组成配方(kg)

组成	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对照例
							PC树脂	40	50	60	70	80	60
PBT树脂	47	40	33	23	16	30

AX8900	10	7	5	5	3
							EMA	3	3	2	2	1
ABS高胶粉						10
							TPP	0.5	0.3	0.3	0.3	0.1	0.3
其他助剂	0.5	0.5	0.5	0	1.8	0.5

将上述产品在鼓风烘箱中于100℃干燥4小时后，用塑料注射成型机注塑成标准样条，注塑温度为250℃；将注塑好的样条在50％的相对湿度、23℃放置至少24小时后进行性能测试。

产品性能测试方法如下：

熔融指数：按ISO 1133方法，260℃、5千克载荷下测试。

拉伸性能：按ISO 527方法，拉伸速度50毫米/分钟。

弯曲性能：按ISO 178方法，试验速度2毫米/分钟。

缺口冲击强度：按ISO 179/1eA方法，4毫米厚的试样，简支梁缺口冲击。

维卡软化温度：按ISO 306方法，升温速率50℃/分钟，5千克载荷下测试。

热变形温度：按ISO 75方法，升温速率120℃/分钟，1.8MPa载荷下测试。

耐溶剂实验：选用常用的清漆，将冲击样条至于清漆溶剂中，在23℃下浸泡4小时，清漆的组分为50％正丁醇+50％醋酸丁酯。

各实施例样品的性能测试结果见表2所示。

表2性能测试结果

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对照例
							熔融指数(g/10min)	38.5	35.7	32.6	28.6	25.1	20.4
拉伸强度(MPa)	52.6	53.2	55.1	60.2	62.6	54.6
							断裂伸长率(％)	105	107	110	114	120	100
弯曲强度(MPa)	75.8	80.5	82.7	84.6	88.5	82.5
							弯曲模量(MPa)	2020	2110	2180	2185	2280	2120
缺口冲击强度(kJ/m2)	47.3	50.4	58.4	58.5	62.3	55.0
							维卡软化温度(℃)	105.8	116.5	122.2	127.5	134.8	121.5
热变形温度(℃)	70	75	88	95	105	80

浸泡清漆4h后清漆颜色

澄清

澄清

澄清

澄清

澄清

淡黄

由表2可见：本发明制备的聚碳酸酯组合物与采用公开技术的对照例相比，具有更好的流动性能，在使用时具有更好的加工性能；在PC分数相同的情况下，耐热性能会更高(实施例3与对照例)；在耐溶剂实验中，实施例浸泡后溶剂仍为澄清，浸泡过的样条表明无明显变化，而使用ABS高胶粉增韧的体系中，溶剂明显变黄，样条表面发白，说明其耐溶剂性能不如实施例的耐溶剂性好。

Claims (10)

1.一种高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，由主材和助剂组成，其特征在于，所述主材的组成为以下重量百分比的原料：

聚碳酸酯                              40％～80％

热塑性聚酯                            10％～55％

乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯    3％～10％

乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体             1％～3％

上述各组成的重量百分比之和为100％；

所述助剂包括酯交换抑制剂，添加量为主材总重量的0.1％～0.5％；助剂还包括抗氧剂、润滑剂及颜色添加剂中的一种或几种，添加量为主材总重量的0％～2％。

2.权利要求1所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯。

3.权利要求1或2所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为衍生自双酚A和光气的线性聚碳酸酯。

4.权利要求3所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述聚碳酸酯为衍生自双酚A和光气的线性聚碳酸酯重均分子量为20000～40000g/mol。

5.权利要求1所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。

6.权利要求1所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的丙烯酸酯的含量为20～30wt％，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为5～10wt％。

7.权利要求1所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体为乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物。

8.权利要求7所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物中的甲基丙烯酸酯的含量为15～30wt％。

9.权利要求1所述的高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的酯交换抑制剂为亚磷酸酯类化合物。

10.权利要求1～9任一项所述高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，步骤包括：

(1)按比例称取原料，混匀；

(2)将混匀后的原料加入挤出机，200～270℃下挤出造粒，螺杆转速200～400转/分钟。