CN103160103B - 一种低温韧性良好的改性聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚碳酸酯改性技术领域，涉及一种改性聚碳酸酯及其制备方法，该改性聚碳酸酯由包括以下重量份的组分制成：聚碳酸酯90-98份；增韧剂1-10份；光热稳定剂0.1-1份；加工助剂0.1-1份。本发明得到一种低温韧性良好的PC树脂，与PC原材料相比，基本不影响材料的其他力学性能，具有冲击强度高、加工成型好等特点。重点是PC材料的综合性能优良，缺口敏感和应力开裂情况有所改善，可用于注塑成型各种家电外壳以及汽车内外饰件等。另外，本发明的低温韧性良好的PC树脂，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

Description

一种低温韧性良好的改性聚碳酸酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯改性技术领域，涉及一种改性聚碳酸酯及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的工程塑料，由于其具有优异的耐候性能、高抗冲击性能、良好的电绝缘性，因而在电子电气、汽车、机械工业等领域应用广泛，但是，未经改性的PC原料在缺口敏感性、应力集中开裂以及低温冲击韧性方面还是不尽如人意，不能完全达到现在各行业对材料的综合性能要求。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种低温韧性良好的改性聚碳酸酯及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种改性聚碳酸酯，由包括以下重量份的组分制成：

聚碳酸酯90-98份；

增韧剂1-10份；

光热稳定剂0.1-1份；

加工助剂0.1-1份。

所述的聚碳酸酯(PC树脂)选自相对密度为1.19-1.21g/cm³、熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯或高粘度聚碳酸酯中的一种或一种以上。

所述的增韧剂选自以丁二烯橡胶相为核、苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构的系列抗冲改性剂(MBS类增韧剂)、丙烯酸酯类抗冲改性剂(ACR类增韧剂)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS类增韧剂)、热塑性弹性体、高密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的一种或一种以上。

所述的光热稳定剂选自铅盐类、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、磷酸酯类、受阻胺或受阻酚中的一种或一种以上。

所述的铅盐类稳定剂优选三盐基硫酸铅(TLS)、二盐基亚磷酸铅(DL)或二盐基硬脂酸铅(DLS)中的一种或一种以上。

所述的有机锡类热稳定剂选自含硫醇锡盐、马来酸锡盐或羧酸锡盐中的一种或一种以上。

所述的含硫醇锡盐优选二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)或二甲基二巯基乙酸异辛酯锡(DMTFG)中的一种或一种以上。

所述的马来酸锡盐优选马来酸二正丁基锡(DBTM)。

所述的羧酸锡盐优选二月桂酸二正丁基锡(DBTL)或二月桂酸二正辛基锡(DOTL)中的一种或一种以上。

所述的受阻胺选自萘胺、二苯胺或对苯二胺的一种或一种以上。

所述的受阻酚选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯的一种或一种以上。

所述的磷酸酯类光热稳定剂优选亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。

所述的加工助剂为润滑剂。

所述润滑剂选自固体石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸盐、聚乙烯蜡、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺EBS中的一种或一种以上。

所述的硬脂酸盐优选硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡或硬脂酸镁的一种或一种以上。

一种上述改性聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述配比称取各组分原料：聚碳酸酯90-98份；增韧剂1-10份；光热稳定剂0.1-1份；加工助剂0.1-1份；

(2)将上述聚碳酸酯、增韧剂、光热稳定剂和加工助剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒后获得成品。

所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各段螺杆温度为260-280℃之间，螺杆转速在100-500转/分钟之间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将PC树脂经过相应改性后，不仅低温冲击韧性良好，而且也改善了材料常温下的应力开裂以及缺口敏感等问题。本发明得到一种低温韧性良好的PC树脂，与PC原材料相比，基本不影响材料的其他力学性能，具有冲击强度高、加工成型好等特点。重点是PC材料的综合性能优良，缺口敏感和应力开裂情况有所改善，可用于注塑成型各种家电外壳以及汽车内外饰件等。

另外，本发明的低温韧性良好的PC树脂，采用双螺杆挤出工艺制备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

具体实施方式

下面结合各实施例详细描述本发明。

对比例和实施例1-6中，PC树脂为日本出光的IR2200，是相对密度为1.19-1.21g/cm³，熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯；以及日本帝人的PC1225Y，是相对密度为1.19-1.21g/cm³，熔融温度为220-230℃的高粘度聚碳酸酯。

增韧剂为罗门哈斯MBS类增韧剂(MBSE2620)；ACR类增韧剂HL-401，山东日科化学；SBS类增韧剂SBSYH792，市售；热塑性弹性体TPE，市售；硅橡胶S2001，日本三菱丽阳；高密度聚乙烯为HDPE5502，韩国大林；乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物AX8900，法国阿克玛；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物ABS8434，上海高桥石化。

光热稳定剂为受阻酚类抗氧剂(抗氧剂1076即为CIBA的Irganox1076(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯))、亚磷酸酯类抗氧剂(抗氧剂168即为CIBA的Irganox168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯))；有机锡类稳定剂马来酸二丁基锡，市售；金属皂类热稳定剂硬脂酸钙，市售；受阻胺类稳定剂770，汽巴公司；2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，市售；二月桂酸二正丁基锡(DBTL)，市售；马来酸二正丁基锡(DBTM)，市售；二月桂酸二正辛基锡(DOTL)，市售；二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡(DOTTG)，市售。

加工助剂为国产EBS，市售；低分子量聚乙烯LMPE，市售；甲撑双硬脂酸胺MBS，市售；固体石蜡，市售；硬脂酸钙，市售；聚乙烯蜡A-C540A，霍尼韦尔。

对比例

100份PCIR2200(对比例直接采用PC原材料，无需经过双螺杆处理)。

实施例1

(1)将98份PCIR2200，1份MBSE2620，0.3份光热稳定剂(抗氧剂1076∶抗氧剂168＝1∶2(质量比))及0.1份EBS经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分钟。

实施例2

(1)将95份PCIR2200，3份MBSE2620，0.6份光热稳定剂(抗氧剂1076∶抗氧剂168＝1∶2(质量比))及0.2份EBS和0.3份固体石蜡经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分钟。

实施例3

(1)将90份PCIR2200，10份ABS8434，0.9份光热稳定剂(抗氧剂1076∶抗氧剂168＝1∶2(质量比))及1.0份EBS经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分钟。

实施例4

(1)将95份PC1225Y，1份增韧剂HL-401及3份HDPE5502，0.1份稳定剂硬脂酸钙及0.5份固体石蜡经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为300转/分钟。

实施例5

(1)将93份PCIR2200，5份增韧剂SBSYH792及4份增韧剂AX8900，0.6份光热稳定剂(DBTL∶DBTM＝1∶1，质量比)及0.3份A-C540A经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为500转/分钟。

实施例6

(1)将92份PCIR2200与PC1225Y的混合物(质量比为1∶1)，6份增韧剂S2001与TPE的混合物(质量比为2∶1)，0.5份受阻胺类稳定剂770及0.6份LMPE(低分子量聚乙烯)和MBS混合物(质量比为1∶1)，经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为100转/分钟。

实施例7

(1)将90份PCIR2200，10份增韧剂S2001，0.9份光热稳定剂(DOTL∶DOTTG＝1∶2，质量比)及0.6份硬脂酸钙，经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分钟。

实施例8

(1)将95份PCIR2200与PC1225Y的混合物(质量比为1∶1)，5份增韧剂TPE，0.3份光热稳定剂三盐基硫酸铅(TLS)及0.3份EBS，经高速搅拌混合均匀；

(2)将上述混合物送入挤出机中，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔化、复合，再经机头挤出、拉条、冷却、切粒，最后进行包装获得成品。双螺杆挤出机各段螺杆温度控制在260-280℃之间，螺杆转速为400转/分钟。

将实施例1-8制备得到的复合物及对比例按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，进行性能测试，性能测试标准见表1，性能测试结果见表2。

表1

物理性能	测试方法
		熔指	ASTM D128
拉伸强度	ASTM D638
		弯曲强度	ASTM D790
弯曲模量	ASTM D790
		Izod缺口冲击强度	ASTM D256
密度	ASTMD 792
		低温Izod缺口冲击强度	ASTM D256

表2

从表2中的测试数据得知，本发明将PC树脂经过相应改性后，不仅低温冲击韧性良好，而且对材料的缺口敏感性以及应力开裂性能有很大的改善。本发明得到一种低温冲击韧性PC树脂原料好，而又基本不影响材料的其他力学性能的低温冲击韧性良好的PC树脂，具有冲击强度高、加工成型好等特点。重点是PC材料的综合性能优良，应力开裂情况有所改善，可用于注塑成型各种家电外壳以及汽车内外饰件等。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种改性聚碳酸酯，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：

所述的聚碳酸酯选自相对密度为1.19-1.21g/cm³、熔融温度为220-230℃的中粘度聚碳酸酯或高粘度聚碳酸酯中的一种或一种以上；

所述的增韧剂选自丙烯酸酯类抗冲改性剂、热塑性弹性体、高密度聚乙烯、硅橡胶、乙烯－丙烯酸酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物的一种或一种以上；

所述的加工助剂为固体石蜡、低分子量聚乙烯、硬脂酸盐、聚乙烯蜡、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或一种以上。

2.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的光热稳定剂选自铅盐类、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、磷酸酯类、受阻胺或受阻酚中的一种或一种以上。

3.根据权利要求2所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的铅盐类稳定剂选自三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅或二盐基硬脂酸铅中的一种或一种以上。

4.根据权利要求2所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的有机锡类热稳定剂选自含硫醇锡盐、马来酸锡盐或羧酸锡盐中的一种或一种以上。

5.根据权利要求4所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的含硫醇锡盐选自二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡或二甲基二巯基乙酸异辛酯锡中的一种或一种以上。

6.根据权利要求4所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的马来酸锡盐选自马来酸二正丁基锡。

7.根据权利要求4所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的羧酸锡盐选自二月桂酸二正丁基锡或二月桂酸二正辛基锡中的一种或一种以上。

8.根据权利要求2所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的受阻胺选自萘胺、二苯胺或对苯二胺的一种或一种以上。

9.根据权利要求2所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的受阻酚选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯的一种或一种以上。

10.根据权利要求2所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的磷酸酯类光热稳定剂为亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。

11.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡或硬脂酸镁的一种或一种以上。

12.一种权利要求1-11中任一所述的改性聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)按照配比称取各组分原料；聚碳酸酯90-98份；增韧剂1-10份；光热稳定剂0.1-1份；加工助剂0.1-1份；

(2)将上述聚碳酸酯、增韧剂、光热稳定剂和加工助剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中，经混炼、挤出、拉条、冷却、切粒后获得成品。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中双螺杆挤出机各段螺杆温度为260-280℃之间，螺杆转速在100-500转/分钟之间。