CN102382428A - 一种pbt/pc合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PBT/PC合金材料及其制备方法。PBT/PC合金材料，按重量百分比由以下组分组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯60-65％；聚碳酸酯树脂27-32％；相容及抗冲改性剂6-8％；抗氧剂0.3-0.5％；加工助剂0.5-0.7％。本发明制备的PBT/PC合金材料，韧度高，高收缩，耐溶剂，耐化学药品，成本低。因收缩率较大，适合制作大型制件，市场应用前景巨大。

Description

一种PBT/PC合金材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种PBT/PC合金材料及其制备方法。 
[背景技术]
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylece terephthalate(简称PBT)，产品为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性的饱和聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1％，在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能)，电绝缘性，耐热水、碱类、酸类、油类。但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。缺点是缺口冲击强度低，故大部分采用合金化及玻纤、填料改性。 
聚碳酸酯简称PC，是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料，具有优异的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60～120℃下长期使用；由于分子链刚性大，树脂熔体黏度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性PBT/PC合金材料，阻燃V2级；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。 
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种耐溶剂性能和冲击性能良好，成型收缩率高的PBT/PC合金材料及其制备方法。 
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种PBT/PC合金材料，按重量百分比由以下组分组成： 
聚对苯二甲酸丁二醇酯    60-65％； 
聚碳酸酯树脂            27-32％； 
相容及抗冲改性剂        6-8％； 
抗氧剂                  0.3-0.5％； 
加工助剂                0.5-0.7％。 
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯特性粘度为1.10-±0.015，所述的聚碳酸酯树脂是双酚A型芳香族聚碳酸酯，数均分子量为25000-30000，熔融指数为8-12g/10min。 
所述的相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂。 
所述的核壳型MBS类增韧剂是丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。 
，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂(三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)的复配。 
所述的加工助剂为EBS(N，N′-乙撑双硬脂酰胺) 
上述PBT/PC合金材料的制备方法的技术方案，包括以下步骤： 
1)按上述的重量百分比称取原料，首先将聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂置于100-120℃的烘箱中烘烤3-5小时；再将干燥好的对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯树脂、相容及抗冲改性剂，抗氧剂及加工助剂在高混机中混合10-20分钟； 
2)将混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤出机一区温度为100℃，二区温度为180℃，三区温度为240℃，四区温度为230℃，五区温度为230℃，六区温度为220℃，七区温度210℃，八区温度200℃，模头温度220，螺杆转速460r/min，主机喂料转数为35r/min。 
本发明制备的PBT/PC合金材料，韧度高，高收缩，耐溶剂，耐化学药品，成本低。因收缩率较大，适合制作大型制件，市场应用前景巨大。 
[具体实施方式]
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述： 
本发明的PBT/PC合金材料，由下述重量份数的原料制成： 
组分1 聚对苯二甲酸丁二醇酯    60-65％ 
组分2 聚碳酸酯树脂            27-32％ 
组分3 相容及抗冲改性剂        6-8％ 
组分4 抗氧剂                  0.3-0.5％ 
组分5 加工助剂                0.5-0.7％； 
组分一为聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性粘度为1.10，本发明的实施例中选用南通星辰的PBT 1100。 
组分二为双酚A型芳香族聚碳酸酯，数均分子量为25000-30000，熔融指数为8-12g/10min。本发明的实施例中选用日本出光的PC IR2200。 
组分三相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂：丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，本发明的实施例中选用日本三菱丽阳的C223A。MBS类增韧剂因其结构及官能团的特殊性，可与多种树脂相容，尤其在聚酯合金体系中，所以本发明不再使用其它相容剂。 
组分四中抗氧剂为酚类抗氧剂1076(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂168(三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)按重量比1∶1复配。 
组分五加工助剂为EBS(N，N′-乙撑双硬脂酰胺)，它具有内外润滑效果和降粘作用，选用的牌号为日本花王的EB-FF。 
本发明PBT/PC合金材料的制备方法，包括以下步骤： 
(1)原料干燥：首先将PBT 1100与PC IR2200置于100-120℃的烘箱中烘烤4小时，除去水分；再将干燥好的PBT 1100、PC IR2200、相容及抗冲改性剂，抗氧剂及加工助剂在高混机中混合15分钟； 
(2)将混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤出机一区温度为100℃，二区温度为180℃，三区温度为240℃，四区温度为230℃，五区温度为230℃，六区温度为220℃，七区温度210℃，八区温度200℃，模头温度220，螺杆转速460r/min，主机喂料转数为35r/min。 
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作详细的说明： 
实施例1 
按重量份数，PBT 110060份、PC IR220032份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。 
实施例2 
按重量份数，PBT 110065份、PC IR220027份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。 
对比实施例 
对比例1 
按重量份数，PBT 108465份、PC IR220027份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。 
对比例2 
按重量份数，PBT 110062份、PC IR220032份、C223A 5份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。 
性能评价方式及实行标准 
将上述1-4制备好的物料置于温度为100℃的鼓风干燥箱中干燥2-4小时，在海天注塑机上制样。放置冷却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：ASTM D256，样条尺寸为63.5mm*12.7mm*3.2mm，缺口剩余宽度为10.71mm，熔融指数标准：ASTM D1238条件：230℃/10kg；成型收缩率：ASTM D955，制件尺寸：100mm(直径)*3.2mm(厚度) 
实施例1-4的原料重量份数及制成的复合材料性能表 
Figure BDA0000096488300000051
从表中数据可看出： 
1)实施例1与对比例2中的PC及PBT树脂的含量基本一样，C223A的比例不同。性能数据显示：C223A的添加量直接影响材料的冲击强度及断裂伸长率。C223A的含量比例为7％时，冲击强度可达690J/m，断裂伸长率为200％以上，材料性能显现为超韧，形变量大；当C223A为5％时，冲击强度仅为90.4J/m，断裂伸长率为78.7％，无法达到客户的要求。 
2)实施例2与对比例1中各组分的添加量一样，只有PBT的粘度不同，PBT 1084为南通星辰的一款粘度为0.84的树脂，PBT 1100粘度约为1.10，前者为低粘树脂，后者为中粘树脂。从数据可知，使用中粘PBT的配方，冲击强度及断裂伸长率明显高于低粘PBT。可分析为：中粘PBT的分子链较长，分子量较高，易被增韧剂充满、增韧；低粘PBT的分子量低，分子链较短，难以形成骨架被增韧，显现为分子链之间距离较远，整体疏松。 
本发明以上实施例制备的PBT/PC合金材料，超韧，高收缩，耐溶剂，耐化学药品。突破传统的PBT/PC合金中PC占主要比例(＞60％)的经典配方，经过大量实验，反复验证，制备出同等性能的超韧PBT合金料。成本也大大降低，因收缩率较大，适合制作大型制件(例如：3米长的汽车制件等)，市场应用前景巨大。传统的PBT/PC合金材料性能表： 
           缺口冲击强度(J/1m)  拉伸强度(MPa)  断裂伸长率(％)  熔融指数(g/10min)  成型收缩率(％)PC(＞60％)/PBT      750               62             120               25                0.7。 

Claims (7)

1.一种PBT/PC合金材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：
聚对苯二甲酸丁二醇酯        60-65％；
聚碳酸酯树脂                27-32％；
相容及抗冲改性剂            6-8％；
抗氧剂                      0.3-0.5％；
加工助剂                    0.5-0.7％。
2.根据权利要求1所述的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯特性粘度为1.10-±0.015，所述的聚碳酸酯树脂是双酚A型芳香族聚碳酸酯，数均分子量为25000-30000，熔融指数为8-12g/10min。
3.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂。
4.据权利要求3所述的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的核壳型MBS类增韧剂是丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
5.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂(三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)的复配。
6.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料，其特征在于，所述的加工助剂为EBS(N，N′-乙撑双硬脂酰胺)。
7.一种权利要求1所述的PBT/PC合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按权利要求1的重量百分比称取原料，首先将聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂置于100-120℃的烘箱中烘烤3-5小时；再将干燥好的对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯树脂、相容及抗冲改性剂，抗氧剂及加工助剂在高混机中混合10-20分钟；
2)将混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤出机一区温度为100℃，二区温度为180℃，三区温度为240℃，四区温度为230℃，五区温度为230℃，六区温度为220℃，七区温度210℃，八区温度200℃，模头温度220，螺杆转速460r/min，主机喂料转数为35r/min。
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