CN104004327A - 一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子合金材料技术领域，涉及一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法。该材料由包括以下重量份的组分制成：聚碳酸酯65～90份，聚对苯二甲酸乙二醇酯2～20份，耐候剂0.1～1份，增韧剂2～10份，酯交换抑制剂1～3份，热稳定剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份。该材料的耐候性能良好，同时具有力学性能较好，外观良好，加工成型好等特点，可用于注塑成型各种对外观及耐侯性能要求相对较高的家电制品外壳及户外用品等场合。其制备方法具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

Description

一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子合金材料技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法。
背景技术
目前聚碳酸酯（PC）/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）合金已经不断发展，拥有高性能、价格低等一系列优势。PC/PET合金拥有优异的外观、良好的耐化学腐蚀性、良好的综合力学性能等，因而其备受青睐，且做为外观部件的材料也越来越多。对于外观件来说，良好的表面性能是必不可少的，同时在大气环境中不会因温度以及紫外线等因素而导致部品变色及性能损失也是非常重要的。因此针对以上问题和要求，在保证材料良好的外观、力学性能等基础上，开发出耐候性能良好的聚酯合金材料具有重要的应用价值。
发明内容
为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐候性能良好的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法。本发明产品是通过合理选用耐候剂及适当控制各原料组分的配比从而使耐候性能得到提升，同时具备综合性能高、外观良好、加工成型好等特点，以此使制备的本发明产品可用于注塑成型各种对材料力学性能以及耐候性能要求相对较高的家电制品、电子电气类产品的外观件及户外用品场合等。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
聚碳酸酯                65～90份，
聚对苯二甲酸乙二醇酯    2～20份，
耐候剂                  0.1～1份，
增韧剂                  2～10份，
酯交换抑制剂            1～3份，
热稳定剂                0.1～1份，
润滑剂                  0.1～1份。
所述的聚碳酸酯选自相对密度为1.19g/cm3～1.21g/cm3，熔融温度为220～230℃的，分子量为20000～30000的聚碳酸酯。
所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的相对密度为1.38g/cm3～1.40g/cm3，熔点为245～255℃。
所述的热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。
进一步，所述的硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸二（十二醇）酯、硫代二丙酸二（十八醇）酯、硫代二丙酸二（十三醇）酯或硫代二丙酸二（十四醇）酯；
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；进一步，所述的含硫醇锡盐优选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；所述的马来酸锡盐优选马来酸二正丁基锡；所述的羧酸锡盐优选二月桂酸二正丁基锡或二月桂酸二正辛基锡。
所述的受阻胺为萘胺、二苯胺或对苯二胺；
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、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯或β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯。
所述的耐候剂选自紫外线吸收剂；进一步，所述的紫外线吸收剂选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类或受阻胺类中的一种或一种以上。
所述的增韧剂选自热塑性弹性体、氯化聚乙烯或硅橡胶中的一种或一种以上。
所述的酯交换抑制剂选自含磷化合物，优选磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯或亚磷酸酯化合物中的一种或一种以上。
所述的润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺或季戊四醇硬脂酸脂中的一种或一种以上。
一种上述聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取原料，将65～90份聚碳酸酯树脂、2～20份聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.1～1份耐候剂、2～10份增韧剂、1～3份酯交换抑制剂、0.1～1份热稳定剂和0.1～1份润滑剂混合均匀；
（2）将步骤（1）中获得的混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒。
所述的步骤（2）中双螺杆挤出机一区螺杆温度为室温～80℃；二区至机头的螺杆温度为230～260℃，优选为230～250℃；螺杆转速在100～500r/min，优选螺杆转速为400～500r/min。该一区螺杆温度在室温～80℃均可用于生产，超过80℃，产品粘度会大幅增加。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料具有综合力学性能高、外观良好、易加工成型等特点。尤其是，本发明产品是通过合理选用耐候剂及适当控制各原料组分的配比从而使耐候性能得到提升，可用于注塑成型各种对材料力学性能以及耐候性能要求相对较高的家电制品、电子电气类产品的外观件及户外用品场合等。
2.本发明的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料采用双螺杆挤出工艺制备，生产流程简单、连续、高效，所得产品质量稳定。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
下述实施例中所用原料为：
聚碳酸酯为日本出光的PC IR2200树脂，相对密度为1.20g/cm3，熔融温度为220～230℃的中粘度聚碳酸酯（分子量约为20000）。
聚对苯二甲酸乙二醇酯为远纺上海的PET CB-608S树脂，密度为1.40g/cm3，熔点为250℃。
增韧剂为日本三菱丽阳的硅橡胶S2001或中石化巴陵石化的热塑性丁苯橡胶SBSYH792。
耐候剂为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P（2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯并三氮唑）、紫外线吸收剂UV-531（2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮）、2，4，6-三（2’-正丁氧基苯基）-1，3，5-三嗪或光稳定剂HPT（六甲基磷酰三胺）。
酯交换抑制剂为磷酸三苯酯TPP、亚磷酸三苯酯TPPi或十八烷基亚磷酸酯。
热稳定剂为受阻酚类抗氧剂1076（即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168（即CIBA的Irganox168，三［2，4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯）、硫代二丙酸二（十二醇）酯（DLTP）、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、二月桂酸二正丁基锡（DBTL）或马来酸二正丁基锡（DBTM）。
润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂（PETS）、固体石蜡、液体石蜡或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）。
本发明实施例所提供的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料物理性能测试标准见表1。
表1材料物理性能测试标准
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（悬臂梁冲击试验） ASTM D256
维卡软化点 ASTM D1525
耐候性 SAE J1885
实施例1
（1）将90份PC IR2200树脂，2份PET CB-608S树脂，8份增韧剂S2001，0.5份耐候剂水杨酸苯酯，1份酯交换抑制剂TPP，0.3份热稳定剂（抗氧剂1076与抗氧剂168质量比1：2）及0.1份润滑剂PETS经高速搅拌混合均匀；
（2）将上述混合物送入双螺杆挤出机中，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。双螺杆挤出机一区温度控制在室温～80℃之间，其余（二区至机头）各段螺杆温度控制在230～260℃之间，螺杆转速为400r/mim。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例2
（1）将78份PC IR2200树脂，14份PET CB-608S树脂，6份增韧剂S2001，0.8份耐候剂UV-531，2份酯交换抑制剂TPP，0.6份热稳定剂（抗氧剂1076与抗氧剂168质量比1：2）及0.5份润滑剂PETS经高速搅拌混合均匀；
（2）将上述混合物送入双螺杆挤出机中，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。双螺杆挤出机一区温度控制在室温～80℃之间，其余（二区至机头）各段螺杆温度控制在230～260℃之间，螺杆转速为400r/mim。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例3
（1）将65份PC IR2200树脂，20份PET CB-608S树脂，10份增韧剂S2001，1份耐候剂UV-531与UV-P复配（质量比1：1），3份酯交换抑制剂TPP，0.9份热稳定剂（抗氧剂1076与抗氧剂168质量比1：2）及1份润滑剂PETS经高速搅拌混合均匀；
（2）将上述混合物送入双螺杆挤出机中，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。双螺杆挤出机一区温度控制在室温～80℃之间，其余（二区至机头）各段螺杆温度控制在230～260℃之间，螺杆转速为400r/mim。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例4
（1）将83份PC IR2200树脂，5份PET CB-608S树脂，5份增韧剂S2001和SBS YH792（质量比1：1），0.6份耐候剂2，4，6-三（2’-正丁氧基苯基）-1，3，5-三嗪与光稳定剂HPT复配（质量比2：1），1份酯交换抑制剂十八烷基亚磷酸酯，0.3份热稳定剂（DLTP与2，6-三级丁基-4-甲基苯酚质量比2：1）及0.1份润滑剂EBS经高速搅拌混合均匀；
（2）将上述混合物送入双螺杆挤出机中，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。双螺杆挤出机一区温度控制在室温～80℃之间，其余（二区至机头）各段螺杆温度控制在230～260℃之间，螺杆转速为450r/mim。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
实施例5
（1）将90份PC IR2200树脂，6份PET CB-608S树脂，2份增韧剂SBS YH792，0.1份耐候剂UV-P，2份酯交换抑制剂亚磷酸三苯酯TPPi，0.6份热稳定剂（DBTL与DBTM质量比1：1）及0.5份润滑剂固体石蜡和液体石蜡（质量比1：1）经高速搅拌混合均匀；
（2）将上述混合物送入双螺杆挤出机中，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。双螺杆挤出机一区温度控制在室温～80℃之间，其余（二区至机头）各段螺杆温度控制在230～260℃之间，螺杆转速为500r/mim。
制备的复合物按标准尺寸注塑成测试用的标准样条，性能测试结果如表2所示。
表2材料性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
熔指（260℃，5Kg） 17 27 35 24 23
拉伸强度（Mpa） 55 53 50 56 58
弯曲强度（Mpa） 92 90 86 90 92
弯曲模量（Mpa） 2300 2200 2100 2250 2320
Izod缺口冲击强度（J/m） 620 610 550 600 600
维卡软化点（℃） 134 123 117 126 130
耐侯性（级） 4 4 4.5 4 4
由表2可以看出，通过适当控制各组分之间的比例以及耐候剂的合理选用，本发明相比现有聚酯合金材料而言，力学性能相当，但在耐侯性方面可以达到一个更高的水平，提高了材料在户外或接触光热老化情况下的耐候性能。
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 (10)

1.一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：
聚碳酸酯              65～90份，
聚对苯二甲酸乙二醇酯  2～20份，
耐候剂                0.1～1份，
增韧剂                2～10份，
酯交换抑制剂          1～3份，
热稳定剂              0.1～1份，
润滑剂                0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的聚碳酸酯选自相对密度为1.19g/cm3～1.21g/cm3，熔融温度为220～230℃的，分子量为20000～30000的聚碳酸酯；
或所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的相对密度为1.38g/cm3～1.40g/cm3，熔点为245～255℃。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的热稳定剂选自硫代酯类热稳定剂、有机锡类热稳定剂、受阻胺、受阻酚、亚磷酸二苯酯或亚磷酸三苯酯中的一种或一种以上。
4.根据权利要求3所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的硫代酯类热稳定剂选自硫代二丙酸二（十二醇）酯、硫代二丙酸二（十八醇）酯、硫代二丙酸二（十三醇）酯或硫代二丙酸二（十四醇）酯。
5.根据权利要求3所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，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；进一步，所述的含硫醇锡盐优选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；所述的马来酸锡盐优选马来酸二正丁基锡；所述的羧酸锡盐优选二月桂酸二正丁基锡或二月桂酸二正辛基锡。
6.根据权利要求3所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的受阻胺为萘胺、二苯胺或对苯二胺；
或所述的受阻酚选自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、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯或β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯。
7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的耐候剂选自紫外线吸收剂；进一步，所述的紫外线吸收剂选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类或受阻胺类中的一种或一种以上；
或所述的增韧剂选自热塑性弹性体、氯化聚乙烯或硅橡胶中的一种或一种以上。
8.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料，其特征在于：所述的酯交换抑制剂选自含磷化合物，优选磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯或亚磷酸酯化合物中的一种或一种以上；
或所述的润滑剂选自固体石蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺或季戊四醇硬脂酸脂中的一种或一种以上。
9.一种权利要求1-8中任一所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）按权利要求1所述的重量份称取各组分原料，将65～90份聚碳酸酯树脂、2～20份聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、0.1～1份耐候剂、2～10份增韧剂、1～3份酯交换抑制剂、0.1～1份热稳定剂和0.1～1份润滑剂混合均匀；
（2）将步骤（1）中获得的混合物料送入双螺杆挤出机中挤出造粒。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中双螺杆挤出机一区螺杆温度为室温～80℃；二区至机头的螺杆温度为230～260℃，优选为230～250℃；螺杆转速在100～500r/min，优选螺杆转速为400～500r/min。
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