CN102719074B - 透明无黄变聚碳酸酯组合物及制备方法 - Google Patents

透明无黄变聚碳酸酯组合物及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具备透明无黄变的聚碳酸酯组合物及制备方法，该组合物包括如下重量份数的各组分：聚碳酸酯99～99.9，去离子水0.1～1，抗氧剂0.1～0.2。其制备包括如下步骤：备料；将备好料的各组分置于高速混合机，搅拌混合均匀得到混合物料；将混合物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒即得所述透明无黄变聚碳酸脂组合物。与现有技术相比，本发明的制备方法简单、成本低，值得的组合物具备高透光率、长时间注塑无黄变等特性、可适用于广告灯箱板材、阳光板、电子电气视窗等制品。

Description

透明无黄变聚碳酸酯组合物及制备方法
技术领域
本发明属于聚碳酸材料制备领域，具体涉及一种透明无黄变聚碳酸酯组合物及制备方法。
背景技术
聚碳酸酯材料具备高刚性、高韧性、高耐热，是综合性能最高的通用工程塑料，同时还具备透明的特性。广泛使用在广告灯箱板材、阳光板、电子电气视窗等领域。但聚碳酸酯材料加工性能较差，需要在300℃左右才可以注塑加工成型，在高温和高剪切的加工状态下，聚碳酸酯的酯键极容易发生断链，轻微的降解会导致透明制品出现黄变等不良现象，限制了该材料在较体积较大制品的应用。聚碳酸酯黄变的根本原因是聚合过程中存在微量的低分子量的聚碳酸酯，其热稳定性差，在高温下容易发生断链造成降解，降解产物显黄色，造成透明制品显黄色。
经对现有技术的文献检索发现，CN101805507公开了一种灯罩用聚碳酸酯树脂组合物及其制备方法，其使用了聚碳酸酯，EBST/丙烯酸聚合物扩链剂，4,4’-硫代双（6-叔丁基-3-甲基苯酚）耐候剂，2,4-二羟基二苯甲酮抗氧剂的组合物制备透明聚碳酸酯。该技术方案因为使用了扩链剂可一定程度上修复聚碳酸降解造成的断链，但长时间的加工制品仍会出现黄变问题。CN102276821公开了一种聚碳酸酯共聚物，该发明的聚碳酸酯共聚物含有二羟基化合物的结构单元和来源于脂环式二羟基化合物的结构单元，该技术方案的聚碳酸酯具备优异的透明性，但该方案参用聚合共聚技术，设备投入及成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种透明无黄变聚碳酸酯组合物及制备方法。该组合物具备高透光率、长时间注塑无黄变等特性、可适用于广告灯箱板材、阳光板、电子电气视窗等制品。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种透明无黄变聚碳酸脂组合物，包括如下重量份数的各组分：聚碳酸酯99～99.9，去离子水0.1～1，抗氧剂0.1～0.2。
优选地，所述去离子水的重量份数为0.2～0.7。
优选地，抗氧剂为三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯和四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯的混合物，复配质量比为1:1。
优选地，所述聚碳酸酯的重均分子量为10000～200000g/mol，所述聚碳酸酯在300℃的熔融指数为1～85g/10min。
进一步优选地，所述聚碳酸酯的重均分子量为15000～80000g/mol，所述聚碳酸酯在300℃的熔融指数为3～70g/10min。
本发明还涉及一种透明无黄变聚碳酸脂组合物的制备方法，包括如下步骤：
a、按照前述的组分及重量份数备料；
b、将备好料的各组分置于高速混合机，搅拌混合均匀得到混合物料；
c、将混合物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒即得所述透明无黄变聚碳酸脂组合物。
优选地，步骤c中所述双螺杆挤出机的长径比为（20～90）:1，各段螺杆温度为200～350℃，螺杆转速为200～700rpm/min，挤出机真空度为-0.05～0.095Mpa。
进一步优选地，所述双螺杆挤出机的长径比为（32～45）:1，各段螺杆温度为220～320℃，螺杆转速为250～550rpm/min，挤出机真空度为-0.075～0.095Mpa。
本发明的原理为：在聚碳酸酯中添加去离子水，在挤出过程中，去离子水高温沸腾形成气体，该气体与聚碳酸酯聚合物中的低分子量聚碳酸酯形成共沸物，在抽真空工艺条件下共沸物挥发脱离聚合物，实现从聚碳酸酯聚合物中脱出低分子量的聚碳酸酯，从而避免低分子量的聚碳酸酯降解造成的黄变。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明的制备方法简单、成本低，制得的组合物具备高透光率、长时间注塑无黄变等特性、可适用于广告灯箱板材、阳光板、电子电气视窗等制品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下对比例及实施例中采用的原料为：
PC—1，LG—DOW Calibre 200—10；
PC－2，LG－DOW Calibre 201－30；
抗氧剂：质量比为1:1的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（IG－1010）与三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（IG-168）。
对比例1～2
本对比例1～2的聚碳酸酯组合物，包括聚碳酸酯和添加剂，其制备方法如下：
将聚碳酸酯和添加剂按表1所示的重量份组分配比，经高速混合机搅拌混合均匀，送入双螺杆挤出机，经过熔融挤出，造粒即得产品。所述双螺杆挤出机的长径比为40:1，各段螺杆温度为270℃，螺杆转速为400rpm/min，挤出机真空度为0Mpa。
实施例1
本实施例的透明无黄变聚碳酸酯组合物，其制备方法如下：
将聚碳酸酯和去离子水按表1所示的重量份组分配比，经高速混合机搅拌混合均匀，由主喂料送入双螺杆挤出机，挤出切粒，得到产品。所述双螺杆挤出机的长径比为20:1，各段螺杆温度为200℃，螺杆转速为200rpm/min，真空度为-0.05Mpa。
实施例2
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为32:1，各段螺杆温度为220℃，螺杆转速为250rpm/min，挤出机真空度为-0.075Mpa。
实施例3
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为45:1，各段螺杆温度为320℃，螺杆转速为550rpm/min，挤出机真空度为0.095Mpa。
实施例4
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为40:1，各段螺杆温度为270℃，螺杆转速为400rpm/min，挤出机真空度为0Mpa。
实施例5
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为90:1，各段螺杆温度为350℃，螺杆转速为700rpm/min，挤出机真空度为0.095Mpa。
实施例6
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为60:1，各段螺杆温度为300℃，螺杆转速为600rpm/min，挤出机真空度为0.025Mpa。
实施例7
本实施例同实施例1，所不同之处在于：所述双螺杆挤出机的长径比为35:1，各段螺杆温度为250℃，螺杆转速为350rpm/min，挤出机真空度为0.045Mpa。
表1
上述实施例中采用的聚碳酸酯（PC）可以是任何等级的PC中的一种或几种的组合，也可以是通过任何方法制备得到的；如：可以由界面法或催化酯交换法制得，结构可以是支化或线形的。制备聚碳酸酯可参见专利US 3030331，US 3169121，US 4130548，US4286083，US 4552704，US 5210268和US 5606007。上述聚碳酸酯优选重均分子量为10000～200000g/mol，在300℃的熔融指数为1～85g/10min；更优选重均分子量为15000～80000g/mol，所述聚碳酸酯在300℃的熔融指数为3～70g/10min。
上述实施例中采用的去离子水为去离子水。去离子水在100℃下就会沸腾蒸发，且能有效的与低分子量聚碳酸酯形成共沸物，从而帮助低分子量聚碳酸酯的抽离。去离子水的添加量优选重量份数为0.2～0.7。当添加量太低时形成的共沸物太少，不能完全把低分子量聚碳酸酯抽离；当添加量太高时容易造成聚碳酸酯的水解。
实施例8、性能测试
将上述对比例1、2及实施例1～7制得的聚碳酸酯组合物进行性能测试，测试方法如下：
（1）材料透光率评价
在机筒温度为300℃，模具温度为80℃冷热循环，使用中心线平均粗糙度为1.0nm的高镜面模具注塑成型10×10×1mm板材。按照ASTM D1003标准，使用HR－100测试材料透光率。
（2）材料黄度评价
按照ASTM D313标准，使用HR－100测试10×10×1mm板材的黄度。性能测试结果如表2所示，
表2
由表2可知，与对比例1、2的聚碳酸酯组合物相比，实施例1～7制得的透明无黄变聚碳酸酯组合物具有优良的透光率和较低的黄度。说明采用本发明的制备方法制得的聚碳酸酯组合物具备高透光率、长时间注塑无黄变等特性、可适用于广告灯箱板材、阳光板、电子电气视窗等制品。

Claims (4)

1.一种透明无黄变聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述透明无黄变聚碳酸脂组合物由如下重量份数的各组分组成：聚碳酸酯99～99.9，去离子水0.2～0.7，抗氧剂0.1～0.2；所述聚碳酸酯的重均分子量为10000～200000g/mol，所述聚碳酸酯在300℃的熔融指数为1～85g/10min； 
所述制备方法包括如下步骤： 
a、按照所述的组分及重量份数备料； 
b、将备好料的各组分搅拌、混合均匀，得到混合物料； 
c、将混合物料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒即得所述透明无黄变聚碳酸脂组合物； 
所述双螺杆挤出机的长径比为(20～90):1，各段螺杆温度为200～350℃，螺杆转速为200～700rpm/min。 
2.根据权利要求1所述的透明无黄变聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为质量比为1:1的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物。 
3.根据权利要求1所述的透明无黄变聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述聚碳酸酯的重均分子量为15000～80000g/mol，所述聚碳酸酯在300℃的熔融指数为3～70g/10min。 
4.根据权利要求1所述的透明无黄变聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为(32～45):1，各段螺杆温度为220～320℃，螺杆转速为250～550rpm/min。 
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