CN102250461B - 一种雨伞骨架料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种雨伞骨架料，其包括按照重量百分比的如下组分：聚碳酸酯树脂49～69％，聚对苯二甲酸丁二醇酯20～40％，相容剂3～5％，抗冲改性剂5～10％，抗氧化剂0.4～0.6％，加工助剂0.3～0.6％。本发明还提供上述雨伞骨架料的制备方法。所述雨伞骨架料性能优异，制备方法简单，成本低，可以作为金属雨伞骨架的替代原料。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种雨伞骨架料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate（简称PBT），属于聚酯系列，是由1,4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成，并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。PBT耐候性好、吸水率低，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能，电绝缘性），而且耐热水、碱类、酸类、油类。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。但是PBT缺口冲击强度低，成型收缩率大。
聚碳酸酯（Polycarbonate），化学名为2,2′-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，常用缩写PC，是一种无色透明的无定型热塑性材料。聚碳酸酯耐弱酸，耐中性油。聚碳酸酯树脂冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。同时，其耐磨性差，不耐强碱，也不耐紫外光。
PBT与PC的合金材料可以提高PC的流动性，改善加工性能和耐化学药品性。PC/PBT二元共混物相对于PBT而言，可以提高热变形温度和耐高温刚性，降低PBT的翘度和收缩率。
雨伞骨架常用为金属材质，其极易吸潮而氧化生锈，不耐腐蚀，此外，由于重量较重，使得携带极为不便。进一步，金属材质的雨伞骨架不可循环使用，成本也相对较高。
发明内容
本发明实施例提供一种雨伞骨架料及其制备方法，旨在解决现有技术中金属雨伞骨架易生锈、易腐蚀以及成本高的问题。
一种雨伞骨架料，其包括按照重量百分比的如下组分：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R，聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100，相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%，抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920，抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1，加工助剂选用日本花王的EB-FF。
以及，一种雨伞骨架料的制备方法，其包括如下步骤：
按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚碳酸酯树脂54～55.1%，聚对苯二甲酸丁二醇酯30～35%，相容剂3～4%，抗冲改性剂7～10%，抗氧化剂0.5～0.6%，加工助剂0.3～0.5%；
将所述聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合，得预混料；
将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其工艺为：双螺杆一区温度为100℃～150℃，二区温度为150℃～200℃，三区温度为240℃～260℃，四区温度240℃～260℃，五区温度230℃～250℃，六区温度230℃～250℃，七区温度220℃～240℃，八区温度220℃～240℃，获得所述雨伞骨架料；
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R，聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100，相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%，抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920，抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1，加工助剂选用日本花王的EB-FF。
本发明实施例的雨伞骨架料，选用PBT和PC合金材料，通过添加相容剂提高PBT和PC的相容性，同时添加抗冲改性剂、抗氧化剂以及加工助剂，提高材料的性能，而且配方简单，工艺易操作，达到了“降本增效”的目的。该雨伞骨架料的制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例的雨伞骨架料的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的一种雨伞骨架料，其包括按照重量百分比的如下组分：
优选地，所述聚碳酸酯树脂选用中粘度的双酚A型芳香族聚碳酸酯，熔融指数为8～15g/min（测试条件为：300℃/1.2kg），其重均分子量为20000～25000。
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯优选为特性粘度为1.0的树脂。
所述相容剂优选为甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸酯双官能化乙烯类弹性体。
所述抗冲改性剂优选为MBS(Methylmetharylate-Butadiene-Styrene)类，其为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝聚合而成的高分子材料，由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯采用乳液接枝聚合法制备而成。在亚微观形态上具有典型的核壳结构，核心是1个直径为10nm～100mm的橡胶相球状核，外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层。因此，即使在-40℃～-50℃下，也能使被增韧材料保持韧性；且对其它力学性能影响很小，使得雨伞骨架料综合性能优异。
所述抗氧化剂优选为受阻酚与亚磷酸酯类抗氧剂的复配，在一定的湿度和氧的条件下辐照，酚类抗氧化剂会发生偶合反应产生具有共轭双键结构的醌类物质，这类物质受光照后的分解的产物可吸收可见光中的长波部分而显黄色，因此往往选用一些具有空间阻碍的酚类化合物，受阻酚类氧化剂可以为四[甲基-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧化剂1010），亚磷酸酯类氧化剂可以为亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯（抗氧化剂168），更优选地，受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:1。
所述加工助剂优选为乙撑双硬酯酰胺（EBS）。加工助剂投入量虽然较少，但对型材的加工和内在性能影响很大。充分发挥加工体系的作用，较大程度上依赖于加工体系的选择与匹配。EBS分子两端为非极性长链烷基，中间是极性双酰胺基，这种对称中位极性结构，赋予其优良的润湿和渗透能力。对各类颜料和填充剂分析有显著的润湿和分散作用。在大多数树脂中具有适中的相容性，并呈现出优良的内部和外部润滑效果。
请参阅图1，显示本发明实施例的雨伞骨架料，该方法包括如下步骤：
S01：按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚碳酸酯树脂49～69%，聚对苯二甲酸丁二醇酯20～40%，相容剂3～5%，抗冲改性剂5～10%，抗氧化剂0.4～0.6%，加工助剂0.3～0.6%；
S02：将所述聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合，得预混料；
S03：将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其工艺为：双螺杆一区温度为100℃～150℃，二区温度为150℃～200℃，三区温度为240℃～260℃，四区温度240℃～260℃，五区温度230℃～250℃，六区温度230℃～250℃，七区温度220℃～240℃，八区温度220℃～240℃，获得所述雨伞骨架料。
步骤S01中，所有物料称量准确，精确至0.001千克，放入相应的物料袋中并且做好标示。
步骤S02具体为，将聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥，约3～4小时。再与相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合均匀加入高速混合器中，充分混合10～20min，得混合原料。
步骤S03中，将上述混合原料进行挤出，造粒。在双螺杆机的剪切，输送，混炼下，充分熔化，复合，再经机头挤出，拉条，水冷，切粒，干燥，最后包装成成品。混合物料在双螺杆挤出机中各段的温度分别为：双螺杆一区温度为100℃～150℃，二区温度为150℃～200℃，三区温度为240℃～260℃，四区温度240℃～260℃，五区温度230℃～250℃，六区温度230℃～250℃，七区温度220℃～240℃，八区温度220℃～240℃，模头温度250℃，物料停留时间2min～3min，压力为10MPa～20MPa。螺杆转速为460转/min。
本发明实施例提供的雨伞骨架料，可以完全替代金属材料。不仅耐酸，耐溶剂腐蚀，耐低温，而且不会像金属那样吸潮而氧化生锈，又可以循环使用，非常环保。此外，该雨伞骨架料比重轻，用作雨伞骨架上可以减轻成品重量，便于携带。进一步，该材料成本低廉，便于加工，实用性强。
以下通过具体配方和制备方法的实施例来说明上述短雨伞骨架料及其制备方法。
实施例1：
本实施例的雨伞骨架料的组分及其重量百分含量为：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R。聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100。相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%。抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920。抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1。加工助剂选用日本花王的EB-FF。
将聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥3小时后，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合均匀加入高速混合器中，充分混合10～20min，将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其各段温度为：双螺杆一区温度为120℃，二区温度为180℃，三区温度为250℃，四区温度250℃，五区温度240℃，六区温度240℃，七区温度230℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2～3min，压力为10～20MPa。螺杆转速为460转/min。获得所述雨伞骨架料。
实施例2：
本实施例的雨伞骨架料的组分及其重量百分含量为：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R。聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100。相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%。抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920。抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1。加工助剂选用日本花王的EB-FF。
将聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥3小时后，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合均匀加入高速混合器中，充分混合10～20min，将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其各段温度为：双螺杆一区温度为150℃，二区温度为200℃，三区温度为260℃，四区温度260℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2～3min，压力为10～20MPa。螺杆转速为460转/min。获得所述雨伞骨架料。
实施例3：
本实施例的雨伞骨架料的组分及其重量百分含量为：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R。聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100。相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%。抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920。抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1。加工助剂选用日本花王的EB-FF。
将聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥4小时后，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合均匀加入高速混合器中，充分混合10～20min，将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其各段温度为：双螺杆一区温度为100℃，二区温度为160℃，三区温度为255℃，四区温度250℃，五区温度245℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2～3min，压力为10～20MPa。螺杆转速为460转/min。获得所述雨伞骨架料。
实施例4：
本实施例的雨伞骨架料的组分及其重量百分含量为：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R。聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100。相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%。抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920。抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1。加工助剂选用日本花王的EB-FF。
将聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥4小时后，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合均匀加入高速混合器中，充分混合10～20min，将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其各段温度为：双螺杆一区温度为150℃，二区温度为200℃，三区温度为260℃，四区温度260℃，五区温度250℃，六区温度240℃，七区温度240℃，八区温度230℃，模头温度250℃，物料停留时间2～3min，压力为10～20MPa。螺杆转速为460转/min。获得所述雨伞骨架料。
将制备好的雨伞骨架料置于温度为120-130℃的鼓风干燥箱中干燥4～6小时，在海天注塑机上制样。冷却放置24小时候后测试，测试标准为美国标准。拉伸强度标准：ASTM D638，试样类型为I型，样条尺寸为57mm*13mm*3.2mm(有效尺寸)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度标准：ASTM D790，样条尺寸为128mm*13mm*3.2mm，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁冲击标准：ASTMD256，样条尺寸为63.5mm*12.7mm*3.2mm，缺口剩余宽度为10.71mm；热变形温度标准：ASTM D648/载荷1.82MPa，样条尺寸为128mm*13mm*6.4mm；熔融指数：260℃/5kg。实施例1至实施例4所制备的雨伞骨架料的性能表征见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 拉伸强度/MPa | 52.4 | 58.2 | 50.6 | 54.1 |
| 断裂伸长率/% | 206.3 | 197.3 | 210.3 | 180.6 |
| 弯曲强度/MPa | 78.2 | 85.6 | 70.1 | 82 |
| 弯曲模量/MPa | 1950 | 2150 | 1750 | 2078 |
| 冲击强度/(J/m) | 865 | 786.7 | 1255 | 1113 |
| 热变形温度/oC | 72.1 | 92.1 | 73.9 | 85.2 |
| 熔融指数/(g/10min) | 32.2 | 25.3 | 17.6 | 21.1 |
表1中的雨伞骨架料，韧性非常好，缺口冲击强度可以达到1000J/m（实施例3与4），耐弯折，其断裂伸长率均在180%以上。以其包覆纤维丝，做成雨伞骨架，可以完全替代金属材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种雨伞骨架料，其特征在于，包括按照重量百分比的如下组分：
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R，聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100，相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%，抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920，抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1，加工助剂选用日本花王的EB-FF。
2.一种雨伞骨架料的制备方法，其包括如下步骤：
按照重量百分比选取原料，所述原料包括聚碳酸酯树脂54～55.1%，聚对苯二甲酸丁二醇酯30～35%，相容剂3～4%，抗冲改性剂7～10%，抗氧化剂0.5～0.6%，加工助剂0.3～0.5%；
将所述聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯在110℃～130℃下干燥，加入相容剂、抗冲改性剂、抗氧化剂和加工助剂混合，得预混料；
将所述预混料在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，其工艺为：双螺杆一区温度为100℃～150℃，二区温度为150℃～200℃，三区温度为240℃～260℃，四区温度240℃～260℃，五区温度230℃～250℃，六区温度230℃～250℃，七区温度220℃～240℃，八区温度220℃～240℃，获得所述雨伞骨架料；
其中，聚碳酸酯树脂为韩国三星PC树脂，型号为SC-1100R，聚对苯二甲酸丁二醇酯为南通星辰的PBT，型号1100，相容剂为沈阳科维的KW-GE，接枝率为3%～6%，抗冲改性剂选用东莞正通MBS Clearstrength E-920，抗氧化剂选用瑞士汽巴公司的1010和168，1010和168的质量比为1:1，加工助剂选用日本花王的EB-FF。
3.如权利要求2所述的雨伞骨架料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的模头温度为250℃，螺杆转速为450转/min。
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