CN103772934A - 一种高抗冲、高耐热pc/pbt合金材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺。合金材料是以PC、PBT及PET为主要原料,添加适量的相容剂、成核剂、抗氧剂及分散剂制备而得,其中PC,30-70份;PBT,15-30份;PET,15-30份;相容剂,0-10份。按上述比例称取原料,在双螺杆挤出机上共混挤出。本发明合金材料同时引入几种不同的相容剂进行复配使用,该类相容剂降低PC的Tg,降低界面张力,使PC、PBT、PET的相界面愈加模糊,互相渗透的区域逐渐变大,即界面相容性得到大大改善。本发明材料具有高抗冲、高强度和良好的透明性,且具有优良的耐热、耐化学腐蚀性及抗紫外线性能,广泛用于制造汽车零部件、各种机械零件、医疗机械和运动器材等。另外,本发明制备工艺简单、生产效率高、质量稳定。

Description

一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺
技术领域
本发明公开了一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺。具体涉及一种具有高抗冲、高强度、高耐热、优良耐化学腐蚀性及抗紫外线性能,广泛用于制造汽车零部件、各种机械零件等的合金材料。
背景技术
聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)均为综合性能较优异的工程塑料,PC具有优异的抗冲击性能,但存在耐化学品性差,成型加工困难等缺点;PBT和 PET具有耐高温、耐湿、耐化学腐蚀和优良电绝缘性,但PBT树脂结晶速度快,玻璃化温度Tg低,容易造成冷热不均,引起变形,PET树脂玻璃化温度较高,结晶速度慢,成型周期长,这使PC、PBT和PET在工程塑料上的应用受到一定的限制。
目前大多利用共聚、共混改性的方法来综合各性能,取长补短,弥补单一组分上的缺陷,获得综合性能理想的共聚物,其中,以PC/PBT、PC/PET、PBT/PET合金为主,PC/PBT合金既克服了PC的耐化学品性差,成型加工困难等特点,又弥补了PBT耐热性差,冲击性能不高,成型收缩率大等不足。PC/PET合金兼有PC树脂的冲击韧性和PET树脂的耐溶剂,在较宽温度范围内有相当高的冲击强度,无应力开裂,刚性高和耐磨。PBT/PET合金具有热变形温度高、耐蠕变及抗疲劳、机械性能好等优点。虽然以上三种合金材料的性能均比单一的聚合物有较大提高,但还是在性能和成本上均各有缺陷,因此开发一个综合性能更优异,成本更低的合金材料是目前PC改性领域的一个新热点。
发明内容
本发明是为了解决目前PC/PBT合金产品中存在的冲击强度和热变形温度不高、耐蠕变及抗疲劳性不高,成本较高等问题,提出了高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺。本发明的技术方案是PC,30-70份;PBT,15-30份;PET,15-30份;相容剂,0-10份;成核剂,0-1份;抗氧剂,0-1份;分散剂,0-0.5份。
所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团化的乙烯类弹性体、GMA-g-SMA(苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)、PE-g-MAH(PE接枝马来酸酐)及E/VAC(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)中的一种或几种。所述的成核剂为TiO2、滑石粉、聚酰胺及聚乙二醇中的一种或几种。所述的抗氧剂为四【甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯】季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及三【2,4-二叔丁基苯基】亚磷酸酯中的一种或几种。所述的分散剂为EBS(乙烯基双硬脂酰胺)、TAF(乙撑双脂肪酸酰胺)、硅油及芥酸酰胺中的一种或几种。
本发明所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料的制备工艺如下:(1)选择共混合金型螺杆组合,在螺杆的熔融区和混合区给予共聚物以较强的剪切、混炼作用。料筒温度为:后段260~280℃,中断250~265℃,前段230~245℃,螺杆长径比35~40,螺杆转速350~500r/min。(2)首先将PC、PBT和PET进行干燥处理,然后将PC、PBT、PET、相容剂、成核剂和其他加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中进行混炼、挤出、冷却、切粒,得圆柱状颗粒产品。
本发明是通过合金化对PC进行改性,选用PC/PBT/PET进行三元共混,加入适当的相容剂和成核剂制备而成,PET表面平滑有光泽,在较高的温度下仍具有优良的抗蠕变性、耐溶剂性和耐疲劳性等,且成本较PBT便宜。相容剂选用甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团化的乙烯类弹性体、GMA-g-SMA(苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)、PE-g-MAH(PE接枝马来酸酐)及E/VAC(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)进行配合使用,大大提高PC/PBT/PET合金的冲击强度、抗拉强度、热变形温度及耐溶剂性等,可替代超韧尼龙在高温、低温及腐蚀性强的环境中使用。所以,本发明制备的合金材料具有高韧性、高强度、高耐热等优异的综合性能,且成本较低,市场前景良好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明,但本发明并不局限于以下实施各例:本实施方式均使用同向双螺杆挤出机和常规注塑机;PC产于德国拜耳公司,PBT、PET均产于德国巴斯夫公司,其他助剂均为国产。
本发明所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料的制备工艺如下:(1)选择共混合金型螺杆组合,在螺杆的熔融区和混合区给予共聚物以较强的剪切、混炼作用。料筒温度为:后段260~280℃,中断250~265℃,前段230~245℃,螺杆长径比35~40,螺杆转速350~500r/min;(2)首先将PC、PBT和PET进行干燥处理,然后将PC、PBT、PET、相容剂、成核剂和其他加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中进行混炼、挤出、冷却、切粒,得圆柱状颗粒产品。
本发明各实施例中所得的PC/PBT/PET合金材料,按以下注塑条件注塑成测试样条,注塑条件:注塑温度240-280℃,注塑压力40-80MPa,注射速度:60-90mm/s。
各实施例物理性能均按以下标准进行测试,具体检测标准如下:
悬臂梁缺口冲击强度                         ASTM 256-2006标准
拉伸强度                                           GB/T 1040-1992标准
弯曲强度                                           GB/T 1042-1992标准
热变形温度(HDT)                          GB/T 1634.2-2004标准
表1  各实施例对应的配方
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
原料 用量(份) 用量(份) 用量(份) 用量(份) 用量(份) 用量(份)
PC 60 60 60 60 50 50
PBT 20 20 20 20 30 20
PET 20 20 20 20 20 30
甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团化的乙烯类弹性体 0 0 0 5 5 5
GMA-g-SMA 0 0 5 0 0 0
PE-g-MAH 0 3 2 2 2 2
E/VAC 0 3 0 0 0 0
成核剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
抗氧剂 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
分散剂 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
表2   各实施例样品对应的物理性能
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
缺口冲击J/M 75.8 689.5 835.8 892 822.6 735.5
拉伸强度MPa 65 51.4 53.2 57.6 54.5 56.2
弯曲强度MPa 92 77 80 83 82 81.1
HDT/℃ 87.4 98.7 99.6 101.3 100.2 100.4
从表2可以看出,PC/PBT/PET合金材料不添加相容剂时,冲击强度和热变形温度都较低,三种不同相容剂的复配使用对材料的冲击强度和热变形温度均有较大提高,GMA-g-SMA 和PE-g-MAH复配使用时,冲击强度和热变形温度有较大提高,拉伸强度和弯曲强度有所降低,E/VAC和PE-g-MAH复配使用时冲击强度和热变形温度有所提高,拉伸强度和弯曲强度有所降低,甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团化的乙烯类弹性体和PE-g-MAH复配使用时,冲击强度和热变形温度有很大提高,拉伸强度和弯曲强度略有降低。所以,本发明材料选用合适的相容剂组合,冲击强度和热变形温度有均很大提高,且成本低,市场竞争力强。

Claims (6)

1.一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料,其特征在于高抗冲、高耐热,其组分含量如下:PC,30-70份;PBT,15-30份;PET,15-30份;相容剂,0-10份;成核剂,0-1份;抗氧剂,0-1份;分散剂,0-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料,其特征在于所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团化的乙烯类弹性体、GMA-g-SMA(苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)、PE-g-MAH(PE接枝马来酸酐)及E/VAC(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料,其特征在于所述的成核剂为TiO2、滑石粉、聚酰胺及聚乙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料,其特征在于所述的抗氧剂为四【甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯】季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯及三【2,4-二叔丁基苯基】亚磷酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料,其特征在于所述的分散剂为EBS(乙烯基双硬脂酰胺)、TAF(乙撑双脂肪酸酰胺)、硅油及芥酸酰胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料的制备工艺,其特征在于:(1)选择共混合金型螺杆组合,在螺杆的熔融去和混合区给予共聚物以较强的剪切、混炼作用,料筒温度为:后段260~280,℃,中断250~265℃,前段230~245℃,螺杆长径比35~40,螺杆转速350~500r/min;(2)首先将PC、PBT、PET进行干燥处理,然后将PC、PBT、PET、相容剂、成核剂和其他加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中进行混炼、挤出、冷却、切粒,得圆柱状颗粒产品。
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