CN103467954B

CN103467954B - 一种聚碳酸酯组合物及其应用

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Publication number: CN103467954B
Application number: CN201210364705.2A
Authority: CN
Inventors: 刘晓亮; 孙东海; 陈大华; 刘贤文; 佟伟; 何继辉
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: CN103467954A

Abstract

本发明公开了一种聚碳酸酯组合物及其应用。一种聚碳酸酯组合物，其主要成分按重量份计包括：（a）聚碳酸酯40‑80份；（b）苯乙烯‑丙烯腈共聚物5‑30份;（c）增韧剂1‑10份；（d）聚硅氧烷类物质1‑10份；（e）磷酸酯3‑20份；（f）任选的聚四氟乙烯0‑1份；（g）任选的其他添加剂0‑4份。本发明制备的聚碳酸酯组合物烟密度小于60SDR、低温环境下ISO冲击强度大、阻燃等级UL94V‑0(1.6mm)、耐候及力学性能良好，能满足挤出和注塑成型，适用于汽车内饰件、电器外壳等。

Description

一种聚碳酸酯组合物及其应用

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯复合材料技术领域，更具体的说，涉及一种低烟阻燃、耐候及低温韧性良好的聚碳酸酯组合物及其应用。

背景技术

聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)有着优异的综合性能，如冲击强度高、透光率好、耐热性好等，但由于它流动性差、成型的制品内应力大、不耐溶剂及缺口敏感等而限制其使用，因此，通常与其他树脂合金化弥补自身的不足。丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)树脂流动性好、耐候性佳、加工稳定性好，但是韧性差，特别是在低温环境下的韧性较差。现有的公开技术没有涉及到低烟阻燃、耐候及低温韧性良好的聚碳酸酯组合物。

发明内容

综上所述，本发明有必要提供一种低烟阻燃、耐候及低温韧性良好的聚碳酸酯组合物。

更进一步的，还有必要提供一种上述聚碳酸酯组合物的应用。

一种聚碳酸酯组合物，其主要成分按重量份计包括：

（a）聚碳酸酯40-80份；

（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物5-30份;

（c）增韧剂1-10份；

（d）聚硅氧烷类物质1-10份；

（e）磷酸酯3-20份；

（f）任选的聚四氟乙烯0-1份；

（g）任选的其他添加剂0-4份。

一种聚碳酸酯组合物，由以下成分按重量份组成：

（a）聚碳酸酯40-80份；

（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物5-30份;

（c）增韧剂1-10份；

（d）聚硅氧烷类物质1-10份；

（e）磷酸酯3-20份；

（f）任选的聚四氟乙烯0-1份；

（g）任选的其他添加剂0-4份。

其中，上述聚碳酸酯组合物中各物质的配比还可以进一步为（a）聚碳酸酯50-70份；（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物10-25份;（c）增韧剂2-8份；（d）聚硅氧烷类物质2-8份；（e）磷酸酯5-15份；（f）聚四氟乙烯0.5-0.8份；（g）其他添加剂0.1-3份。

还可以进一步为（a）聚碳酸酯55-65份；（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物15-20份;（c）增韧剂5-8份；

（d）聚硅氧烷类物质4-8份；（e）磷酸酯5-10份；（f）聚四氟乙烯0.6-0.8份；（g）其他添加剂0.1-2份。

其中，所述的聚碳酸酯树脂为双酚A型芳香聚碳酸酯，所述的聚碳酸酯树脂为双酚A和光气通过界面聚合法合成的线性聚碳酸酯。

其中，所述的聚碳酸酯的重均分子量为19000-26000，熔融指数在300℃，1.2kg的测试条件下为3-22g/10min。

其中，所述的苯乙烯丙烯腈共聚物的密度为1.07-1.08g/cm³，熔融指数在230℃，2.16kg的测试条件下为3-25g/10min。

其中，所述增韧剂为丙烯酸酯增韧剂，选自乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW),乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等中的一种或多种。

其中，所述聚硅氧烷类物质选自PC-硅氧烷共聚物、有机硅树脂、聚有机硅氧烷包覆的橡胶一种或多种，其中聚硅氧烷类物质优选有机硅树脂和聚有机硅氧烷包覆的橡胶，其中有机硅树脂优选为环氧树脂与硅氧烷共聚物，聚有机硅氧烷包覆的橡胶优选为硅氧烷与甲基丙烯酸共聚物通过化学方法包覆的橡胶，特别优选的是硅氧烷与甲基丙烯酸共聚物通过化学方法包覆的橡胶乙丙。

其中，所述的磷酸酯选自间苯二酚双(二苯基磷酸酯)-RDP、聚双酚A双(二苯基磷酸酯)-BDP、磷酸三苯酯-TPP等中的一种或多种。

其中，所述的聚四氟乙烯：纯聚四氟乙烯粉、苯乙烯-丙烯腈共聚物包覆改性的聚四氟乙烯粉、聚甲基丙烯酸甲酯包覆改性的聚四氟乙烯粉中的一种或多种。

其中，所述的其他添加剂为热稳定剂、光稳定剂、加工助剂、颜料、染料或其组合物。本发明可根据汽车内饰件或电子电器外壳的结构、技术要求等对上述添加剂进行单独使用，或者复合使用。热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或一种以上复配。光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类、苯并三唑类、苯并噁嗪酮类复合物中的一种或一种以上复配。加工助剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂（Cast、Znst）、硬脂酸复合酯或酰胺类（芥酸酰胺）中的一种或一种以上复合。

一种如上所述的聚碳酸酯组合物的制备方法是：

按比例将（a）聚碳酸酯、（b）苯乙烯-丙烯腈共聚物、（c）增韧剂、（d）聚硅氧烷类物质、（e）磷酸酯、（f）任选的聚四氟乙烯、（g）任选的其他添加剂加入到挤出机中挤出。

一种如上所述的聚碳酸酯组合物的应用，所述聚碳酸酯组合物在汽车领域或电子电器领域中的应用。

相较现有技术，本发明制备的聚碳酸酯组合物烟密度小于60SDR、低温悬臂梁缺口冲击强度高、阻燃等级UL94V-0(1.6mm)、耐候及力学性能良好，能满足挤出和注塑成型，适用于汽车内饰件、电器外壳等。

具体实施方式

下面结合一些具体实施方式对本发明聚碳酸酯组合物及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。由于加工助剂对本发明的有益效果如低烟和低温下的韧性并无明显影响，在实施例中不一一体现。

本发明的实施例采用以下物料：

聚碳酸酯-1，日本出光公司，重均分子量26000，熔融指数约为3g/10min（300℃，1.2kg），牌号A2600；

聚碳酸酯-2，日本出光公司，重均分子量22000，熔融指数约为10g/10min（300℃，1.2kg），牌号FN 2200；

聚碳酸酯-3，日本出光公司，重均分子量19000，熔融指数约为22g/10min（300℃，1.2kg），牌号FN 1900；

AS树脂-1，苯乙烯-丙烯腈共聚物，台湾奇美公司，熔融指数约为3g/10min（220°C，10kg），密度1.07g/cm³，牌号AS PN-107；

AS树脂-2，锦湖公司，熔融指数约为15g/10min（220°C，10kg），密度1.08g/cm³，牌号AS SAN-350；

AS树脂-3，台湾台化公司，熔融指数约为25g/10min（220°C，10kg），密度1.07g/cm³，牌号AS NF2200；

PTW，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，杜邦公司，牌号PTWD409071075；

EMA，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，杜邦公司，牌号1125AC；

EEA，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，杜邦公司，牌号2715AC；

BDP，聚双酚A双(二苯基磷酸酯)，浙江万盛股份有限公司，牌号WSFR-BDP；

RDP，间苯二酚双(二苯基磷酸酯)，浙江万盛股份有限公司，牌号WSFR-RDP；

TPP，磷酸三苯酯，浙江万盛股份有限公司，牌号WSFR-TPP；

PC-硅氧烷共聚物剂，日本出光化学，重均分子量19000，熔融指数约为10g/10min（300℃，1.2kg）,牌号AG 1760。

环氧树脂与硅氧烷共聚物，道康宁公司，牌号4-7051；

聚有机硅氧烷包覆的橡胶，日本三菱公司，牌号S-2001；

聚四氟乙烯，抗滴落剂，美国3M公司，牌号PA-5935；

加工助剂，季戊四醇硬脂酸酯，沙龙公司，牌号Glycolube-P；

抗氧剂，二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯，GE塑料精细化学品，牌号Weston 619F;

本发明实施例中所用到的材料性能测试方法：

（1）拉伸强度：按ISO527测试；速度为50mm/min；

（2）悬臂梁缺口冲击强度：按ISO180测试，A型缺口，23℃；

（3）悬臂梁缺口冲击强度(-40℃)：按照ISO180测试，A型缺口，测试环境温度-40℃；

（4）烟密度：按照GB 8627-2007测试，燃烧气体为丙烷，流量为276Kpa;

（5）燃烧等级：按照UL94-2006测试，燃烧气体为丙烷，样品垂直燃烧；

（6）耐候测试：按照ASTM D4329标准，340nm@0.77W/m²，500h的UV照射，对比前后的色差。

实施例1-8

把干燥后的聚碳酸酯树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、增韧剂、聚硅氧烷类物质和磷酸酯类等物质按照表1的比例加入双螺杆挤出机中（螺杆直径为35mm,长径比L/D＝36）。其中双螺杆挤出机各螺筒温度(由加料口到机头)分别是：140℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃，螺杆转速为300转/分钟，喂料量50kg/h。将上述的得到的产品在100℃的烘箱里面干燥3-4小时后注塑标准样条，注塑温度为250℃。注塑好的标准样条在25℃，50%的相对湿度下放置24小时后再测试性能，并将结果列于表1中。

对比例1-10

把干燥后的聚碳酸酯树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、增韧剂和磷酸酯类等物质按照表2的比例加入双螺杆挤出机中（螺杆直径为35mm,长径比L/D＝36）。其中双螺杆挤出机各螺筒温度(由加料口到机头)分别是：140℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃，螺杆转速为300转/分钟，喂料量50kg/h。将上述的得到的产品在100℃的烘箱里面干燥3-4小时后注塑标准样条，注塑温度为250℃。注塑好的标准样条在25℃，50%的相对湿度下放置24小时后再测试性能，并将结果列于表2中。

表1

表2

由表1和表2对比可知随着聚硅氧烷含量的增加，本发明所述的聚碳酸酯组合物的烟密度下降，常温冲击变化不明显，而-40℃低温冲击强度有很大的提高。同时可以看出，实施例1-8与对比例1-8一一对比，本发明的耐候性均有很大的提高，加入聚硅氧烷使得材料的耐候性进一步提高。

另外，从实施例5，6和7可以看出，当聚硅氧烷类物质选自有机硅树脂和聚有机硅氧烷包覆的橡胶时，特别是当聚硅氧烷类物质选自环氧树脂与硅氧烷共聚物或硅氧烷与甲基丙烯酸共聚物通过化学方法包覆的橡胶时，其聚碳酸酯组合物的烟密度更低，且低温冲击强度也更高，与此同时其耐候性能也更好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种聚碳酸酯组合物，其主要成分按重量份计包括：

(a)聚碳酸酯40‐80份；

(b)苯乙烯‐丙烯腈共聚物5‐30份；

(c)增韧剂1‐10份；

(d)聚硅氧烷类物质1‐10份；

(e)磷酸酯3‐20份；

(f)任选的聚四氟乙烯0‐1份；

(g)任选的其他添加剂0‐4份；

所述聚硅氧烷类物质选自硅氧烷与甲基丙烯酸共聚物通过化学方法包覆的乙丙橡胶。

2.一种聚碳酸酯组合物，由以下成分按重量份组成：

(a)聚碳酸酯40‐80份；

(b)苯乙烯‐丙烯腈共聚物5‐30份；

(c)增韧剂1‐10份；

(d)聚硅氧烷类物质1‐10份；

(e)磷酸酯3‐20份；

(f)任选的聚四氟乙烯0‐1份；

(g)任选的其他添加剂0‐4份；

3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述的聚碳酸酯树脂为双酚A型芳香聚碳酸酯，所述的聚碳酸酯树脂为双酚A和光气通过界面聚合法合成的线性聚碳酸酯。

4.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述的聚碳酸酯的重均分子量为19000‐26000，熔融指数在300℃，1.2kg的测试条件下为3‐22g/10min。

5.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述的苯乙烯‐丙烯腈共聚物的熔融指数在230℃，2.16kg的测试条件下为3‐25g/10min。

6.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述增韧剂为丙烯酸酯增韧剂，选自乙烯‐丙烯酸丁酯‐甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，乙烯‐甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯‐丙烯酸乙酯共聚物中的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述的磷酸酯选自间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、聚双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯组合物，其特征在于：

所述的聚四氟乙烯选自纯聚四氟乙烯粉、苯乙烯‐丙烯腈共聚物包覆改性的聚四氟乙烯粉、聚甲基丙烯酸甲酯包覆改性的聚四氟乙烯粉中的一种或多种。

9.一种如权利要求1‐8任一项所述的聚碳酸酯组合物的应用，其特征在于：

所述聚碳酸酯组合物在汽车领域或电子电器领域中的应用。