CN103333482A - 一种高高温弯曲模量的pc/pet合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高高温弯曲模量的PC/PET合金及其制备方法，所述的PC/PET合金由以下重量份的组分制成：PC40～80份、PET10～50份、液晶高分子0.1～5份、增韧剂2～15份、相容剂0.5～5份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份。制备方法为：a）备料；b）将各组分置于混合器中充分混合；c）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180～600rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本发明利用液晶高分子聚合物良好的取向性和异相成核的作用，很好地改善了PET的结晶性，提高了PC/PET合金的高温弯曲模量，同时保证材料的各项力学性能保持不变，冲击性能也得到提高。

Description

一种高高温弯曲模量的PC/PET合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，是一种高高温弯曲模量的PC/PET合金及其制备方法。
背景技术
PC/PET合金是半结晶性工程塑料，具有优良的抗冲击强度、耐热性、耐油、耐溶剂性等性能，被广泛地用于汽车、电子、家电等领域。PET是一种结晶性聚合物，但是由于其分子柔性不高，导致结晶速度和PBT相比较慢，因此在加工过程中，PET的结晶并不完善，高温时弯曲强度也较低，对于需要在较高温度环境使用的、要求较高的汽车内外饰件，如仪表板、格栅和行李支架等零部件，并不适用。
专利文献CN101007893公开了一种PC/PET合金材料制造方法，通过磨粉的PC粒料、PET切片和助剂混合经混炼后口模成型得到PC/PET合金产品，用于电器开关膜、汽车仪表面板等方面；专利文献CN 101712794公开了一种耐低温PC/PET复合材料及其制备方法，通过使用MBS和硅系增韧剂，提高了PC/PET合金的低温韧性；专利文献CN101570627公开了一种透明PC/PET复合材料及其制备方法，通过使用芳基磷酸酯类、由梨糖醇类化合物，制备一种透明的PC/PET合金；专利文献CN102329492公开了一种阻燃PC/PET复合材料及其制备方法，通过使用阻燃剂得到阻燃PC/PET合金材料。但是目前仍未见关于具有高高温弯曲模量PC/PET合金材料的报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高高温弯曲模量的PC/PET合金。
本发明的再一的目的是，提供上述高高温弯曲模量的PC/PET合金的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种高高温弯曲模量的PC/PET合金，它由以下重量份的组分制成：
PC（聚碳酸酯）：40～80份，
PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：10～50份，
液晶高分子：0.1～5份，
增韧剂：2～15份，
相容剂：0.5～5份，
抗氧剂：0.1～1份，
润滑剂：0.1～1份。
优选的，所述的PC是分子量为17000～30000的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。
优选的，所述的PET的粘度为0.65～0.9dl/g。
优选的，所述的液晶高分子选自液晶PPS和/或PHB。
优选的，所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或几种；所述的增韧剂粒径为50～700nm，胶含量为40%～90%。
优选的，所述的相容剂选自丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐中的一种或几种。
优选的，所述的润滑剂选自硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
优选的，所述的抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076和抗氧剂168中的一种或几种。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
如上所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金的制备方法，包括以下步骤：
a）按如上所述的组分及重量份备料；
b）将备好料的各组分置于混合器中，混合5～30min得到混合物料；
c）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180～600rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
优选的，所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7～8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃；所述的双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
本发明优点在于：
1、通过利用液晶高分子聚合物良好的取向性和异相成核的作用，很好地改善了PET的结晶性，提高了PC/PET合金的高温弯曲模量；
2、制得的PC/PET合金在具有较高的弯曲模量的同时，材料的各项力学性能保持不变，同时冲击性能也得到提高，特别适合于制造在较高温度环境使用的、要求较高的汽车内外饰件，如仪表板、格栅和行李支架等零部件。
具体实施方式
下面对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
以下实施例及对比例，PC选用数均分子量为17000～30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃，具体是用帝人化成产L-1225Y、陶氏PC-201-10、湖南石化PC-1100、PC-1220，优选用湖南石化的PC-1100和帝人化成的L-1225Y；PET为市售注塑级PET，其粘度为0.65～0.9dl/g；增韧剂的粒径为50～700nm，胶含量为40%～90%，具体使用产于LG的EM 500、钟渊的M521、罗门哈斯的EXL-2620；液晶高分子为市售液晶PPS和PHB，其重均分子量为2000～50000；相容剂为Polyscope的XIRAN SZ23110、XIRAN SZ28110、Modiper C L130D；抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168。
需要说明的是，所述的增韧剂不限于以下实施例，使用常规增韧剂均可，可选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或几种；所述的相容剂也不限于以下实施例，可选自丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐中的一种或几种。
实施例1
1）按重量份称取各组分：PC-1100为70Kg，PET为20Kg，增韧剂MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）：EM 500为7Kg，液晶高分子聚合物PPS为3Kg，相容剂XIRAN SZ23110 2Kg，抗氧剂245为0.1Kg，抗氧剂168为0.1Kg，润滑剂PETS（季戊四醇硬脂酸酯）为0.5Kg，硅酮粉0.5Kg。
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例2
1）按重量份称取各组分：L-1225Y为40Kg，PET为10Kg，M521为2Kg，液晶高分子聚合物PPS为2Kg，相容剂XIRAN SZ28110 0.5Kg，抗氧剂1010为0.1Kg，润滑剂N，N-乙撑双硬酯酸酰胺为0.5Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例3
1）按重量份称取各组分：PC-201-10为80Kg，PET为50Kg，增韧剂EXL-2620为10Kg，液晶高分子聚合物PPS为5Kg，相容剂Modiper C L130D  5Kg，抗氧剂245为0.5Kg，润滑剂N，N-乙撑双硬酯酸酰胺0.8Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合30min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例4
1）按重量份称取各组分：PC-1220为40Kg，PET为20Kg，增韧剂EM 500为5Kg，液晶高分子聚合物PHB为0.1Kg，相容剂XIRAN SZ23110 1Kg，抗氧剂1010为0.1Kg，抗氧剂168为0.1Kg，润滑剂硅酮粉0.1Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合5min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例5
1）按重量份称取各组分：L-1225Y为80Kg，PET为30Kg，增韧剂EM 500为15Kg，液晶高分子聚合物PHB为5Kg，相容剂XIRAN SZ28110 2Kg，抗氧剂245为0.5Kg，抗氧剂168为0.5Kg，润滑剂硅酮粉0.5Kg，润滑剂PETS 0.3Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合30min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例6
1）按重量份称取各组分：PC-1100为70Kg，PET为20Kg，增韧剂MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）：EM 500为7Kg，液晶高分子聚合物PPS为1.5Kg，液晶高分子聚合物PHB为1.5Kg，相容剂XIRAN SZ23110 2Kg，抗氧剂245为0.1Kg，抗氧剂168为0.1Kg，润滑剂PETS（季戊四醇硬脂酸酯）为0.5Kg，硅酮粉0.5Kg。
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例7
1）按重量份称取各组分：PC-201-10为80Kg，PET为50Kg，增韧剂EXL-2620为10Kg，液晶高分子聚合物PPS为2Kg，液晶高分子聚合物PHB为3Kg，相容剂Modiper C L130D  5Kg，抗氧剂245为0.5Kg，润滑剂N，N-乙撑双硬酯酸酰胺0.8Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合30min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
对比例1
1）按重量份称取各组分：PC-1100为70Kg，PET为20Kg，增韧剂MBS（甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）：EM 500为7Kg，相容剂XIRAN SZ23110 2Kg，抗氧剂245为0.1Kg，抗氧剂168为0.1Kg，润滑剂PETS（季戊四醇硬脂酸酯）为0.5Kg，硅酮粉0.5Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合20min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
对比例2
1）按重量份称取各组分：PC-1220为40Kg，PET为20Kg，增韧剂EM 500为5Kg，液晶高分子聚合物PHB为0.09Kg，相容剂XIRAN SZ23110 1Kg，抗氧剂1010为0.1Kg，抗氧剂168为0.1Kg，润滑剂硅酮粉0.1Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合5min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
对比例3
1）按重量份称取各组分：L-1225Y为80Kg，PET为30Kg，增韧剂EM 500为15Kg，液晶高分子聚合物PHB为5.2Kg，相容剂XIRAN SZ28110 2Kg，抗氧剂245为0.5Kg，抗氧剂168为0.5Kg，润滑剂硅酮粉0.5Kg，润滑剂PETS 0.3Kg；
2）将备料好组分置于中速混合器中，混合30min，得到混合物料；
3）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为500rpm，经过熔融挤出，造粒即得到产品。双螺杆挤出机包括十个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7-8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃。双螺杆挤出机上还有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备处于计量段。
实施例8
实施例1-5及对比例1-3制备的PC/PET合金的冲击强度、弯曲模量如表1所示。弯曲强度和弯曲模量按照ASTM D790标准进行测试，弯曲速度为3mm/min；缺口冲击强度按照ASTM D256标准进行测试，缺口类型为A类，样条厚度为1/8”。
表1  实施例1-5及对比例1-3制备的PC/PET合金性能
Figure 740806DEST_PATH_IMAGE002
由表1可知：通过在PC/PET合金中添加液晶高分子聚合物，弯曲模量（常温和高温）都得到了明显提高。同时发现，将液晶高分子聚合物的用量控制在本发明的范围内，可保证弯曲模量得到显著的提高。这是因为PET是一种结晶性聚合物，但是由于其分子柔性不高，导致结晶速度和PBT等聚酯相比较慢，因此，在加工过程中，PET的结晶并不完善，高温时弯曲强度也较低。而液晶高分子聚合物具有很好的分子规整度，在有应力时可以发生取向结晶，对于体系内的PET可以起到异相成核的作用，同时高刚性的液晶聚合物也可以为高温的弯曲模量提供贡献。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，它由以下重量份的组分制成：
PC聚碳酸酯：40～80份，
PET聚对苯二甲酸乙二醇酯：10～50份，
液晶高分子：0.1～5份，
增韧剂：2～15份，
相容剂：0.5～5份，
抗氧剂：0.1～1份，
润滑剂：0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的PC是分子量为17000～30000的双酚A型聚碳酸酯，其玻璃化温度为145～150℃。
3.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的PET的粘度为0.65～0.9dl/g。
4.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的液晶高分子选自液晶PPS和/或PHB。
5.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或几种；所述的增韧剂粒径为50～700nm，胶含量为40%～90%。
6.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的相容剂选自丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的润滑剂选自硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯和乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076和抗氧剂168中的一种或几种。
9.权利要求1所述的高高温弯曲模量的PC/PET合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）按照权利要求1所述的组分及重量份备料；
b）将备好料的各组分置于混合器中，混合5～30min得到混合物料；
c）将混合物料投置于双螺杆挤出机中，控制螺杆转速为180～600rpm，经熔融挤出，造粒即得到产品。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机包括10个温控区，温控1-2区的温度为180～260℃，温控3-4区的温度为180～260℃，温控5-6区的温度为180～260℃，温控7～8区的温度为180～260℃，温控9-10区的温度为180～260℃；所述的双螺杆挤出机上设有两个抽真空处，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于计量段。
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