CN104275888B - 一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤型材的制备方法 - Google Patents

一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤型材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤型材及其制备方法。该超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料包括内层和外层，其中，内层部分的厚度为2～5mm，质量分数为70～95%，外层部分厚度为0.2～0.6mm，质量分数为5～30%；内层由包含以下重量份的组分制成：35～55份的聚苯醚、15～32份的聚苯乙烯、5～15份的玻璃微珠、15～30份的玻纤、0.2～0.5份的抗氧剂和0.2～0.7份的润滑剂，外层由包含以下重量份的组分组成：40～78份的聚碳酸酯、10～30份玻纤、5～13份玻璃微珠、5～17份聚乙烯、0.2～0.7份润滑剂和0.2～0.5份抗氧剂。本发明可以降低成本，节约能源，实现以塑代钢。

Description

一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤型材的制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤型材的制备方法。
背景技术
随着社会的进步，科技的发展，人们的生活越来越便利，同时人们对环境的关注度也越来越高。聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，具有密度小、无毒、耐蠕变性能好、成型收缩率低，玻璃化转变温度(Tg)高，电性能好等优点。但PPO也有一些缺点，如耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低等。同时，PPO耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产品易变色，颜色发黄，这影响了PPO在户外的推广应用。
聚碳酸酯（PC）材料不仅具有良好的机械性能，而且材料表面光滑有光泽，适合作为型材的外表面使用，同时，聚碳酸酯的耐候性要比聚苯醚好得多，这也更适合型材在外部使用。因而将两者结合，内层的MPPO材料密度很低，赋予了型材超低的密度，外层的聚碳酸酯赋予材料良好的表面以及耐候性。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术中PPO存在的缺口冲击强度低、耐光性差、价格较高等缺陷，而提供一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，该超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料包括内层和外层，其中，内层部分的厚度为2～5mm，质量分数为70～95%，外层部分厚度为0.2～0.6mm，质量分数为5～30%；
其中内层为改性聚苯醚材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚苯醚 35～55份，
聚苯乙烯 15～32份，
玻璃微珠 5～15份，
玻纤 15～30份，
第一润滑剂 0.2～0.7份，
第一抗氧剂 0.2～0.5份。
外层为改性聚碳酸酯材料，由包含以下重量份的组分制成：
聚碳酸酯 40～78份，
玻纤 10～30份，
玻璃微珠 5～13份，
聚乙烯 5～17份，
第二润滑剂 0.2～0.7份，
第二抗氧剂 0.2～0.5份。
所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料的密度≤1.20g/cm3。
所述的聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。
所述的玻璃微珠选自空心玻璃微珠，真密度为0.32g/cm3～0.6g/cm3。
所述的玻纤为通用长玻璃纤维。
所述的聚乙烯为高密度聚乙烯。
所述的第一或第二润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸锌中的一种或一种以上。
所述的第一或第二抗氧剂选自四[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）丙酸正十八碳醇酯或三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯中的一种或一种以上。
一种上述超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取35～55份的聚苯醚、15～32份的聚苯乙烯、5～15份的玻璃微珠、15～30份的玻纤、0.2～0.5份的抗氧剂和0.2～0.7份的润滑剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒得到内层的改性聚苯醚粒料；
（2）称取40～78份的聚碳酸酯、10～30份玻纤、5～13份玻璃微珠、5～17份聚乙烯、0.2～0.7份润滑剂和0.2～0.5份抗氧剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒得到外层的改性聚碳酸酯粒料；
（3）然后由主机挤出步骤（1）制备的改性聚苯醚粒料内层，共挤机挤出步骤（2）制备的改性聚碳酸酯粒料外层，最后成型即得到超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料。
所述的高混机转速为800～1000rpm，混合温度为30～80℃，混合时间为3～10min。
所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，温度为240～290℃。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
首先，本发明以MPPO作为内层，MPPO中添加玻璃微珠大幅度降低了材料密度，其次，外层用聚碳酸酯改性料，挤出聚碳酸酯材料的表面光滑有光泽，赋予型材很好的外观，聚碳酸酯具有良好的耐候性，更加适合户外使用，同时，在聚碳酸酯里添加的玻璃微珠也降低了材料的密度，使得型材成品具有很低的密度，更节能环保，便于安装。最后，外层的聚碳酸酯中添加了高密度聚乙烯，既可以使聚碳酸酯表面更加光滑细腻，也可以进一步降低材料的成本和密度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
其中，实施例里用的玻纤均为巨石的通用长玻璃纤维988A，所用的高密度聚乙烯为上海赛科的5502FA。
实施例1
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 42份，
聚苯乙烯 28份，
玻璃微珠（密度为0.46g/cm3） 5份，
玻纤 30份，
抗氧剂1010 0.2份，
抗氧剂168 0.1份，
硬脂酸钙 0.2份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为40℃，混合10min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-290℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 78份，
玻纤 10份，
玻璃微珠（密度为0.46g/cm3） 5份，
高密度聚乙烯 7份，
硅酮 0.5份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.2份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为40℃，混合10min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在240-260℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为5mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.3mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量为95%，外层质量份为5%。
实施例2
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 45份，
聚苯乙烯 20份，
玻璃微珠（密度为0.6g/cm3） 10份，
玻纤 25份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
硅酮 0.7份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为60℃，混合10min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-280℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 67份，
玻纤 20份，
玻璃微珠（密度为0.6g/cm3） 8份，
高密度聚乙烯 5份，
抗氧剂1010 0.3份，
抗氧剂168 0.2份，
硬脂酸钙 0.5份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为60℃，混合5min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在240-270℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为2mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.6mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量份为77%，外层质量份为23%。
实施例3
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 35份，
聚苯乙烯 30份，
玻璃微珠（密度为0.46g/cm3） 10份，
玻纤 25份，
抗氧剂1010 0.2份，
抗氧剂168 0.2份，
石蜡 0.2份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为60℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-280℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 40份，
玻纤 30份，
玻璃微珠（密度为0.46g/cm3） 13份，
高密度聚乙烯 17份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.1份，
硬脂酸锌 0.5份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800-1000rmp，混合温度为70℃，混合4min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-270℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为5mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.2mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量份为90%，外层质量份为10%。
实施例4
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 40份，
聚苯乙烯 32份，
玻璃微珠（密度为0.32g/cm3） 8份，
玻纤 20份，
抗氧剂1010 0.3份，
抗氧剂168 0.2份，
硬脂酸钙 0.2份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为500-700rmp，混合温度为60℃，混合5min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-280℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 70份，
玻纤 15份，
玻璃微珠（密度为0.32g/cm3） 7份，
高密度聚乙烯 8份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.1份，
硅酮 0.7份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为700-1000rmp，混合温度为40℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-270℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为4mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.3mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量份为85%，外层质量份为15%。
实施例5
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 37份，
聚苯乙烯 18份，
玻璃微珠（密度为0.6g/cm3） 15份，
玻纤 30份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.2份，
聚乙烯蜡 0.3份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为500-700rmp，混合温度为60℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在260-280℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 60份，
玻纤 20份，
玻璃微珠（密度为0.6g/cm3） 5份，
高密度聚乙烯 15份，
抗氧剂1010 0.2份，
抗氧剂168 0.2份，
石蜡 0.5份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为700-1000rmp，混合温度为40℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-270℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为3mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.4mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量份为75%，外层质量份为25%。
实施例6
（1）内层，按下列重量份称取各组分原料：
聚苯醚 55份，
聚苯乙烯 15份，
玻璃微珠（密度为0.4g/cm3） 15份，
玻纤 15份，
抗氧剂1010 0.1份，
抗氧剂168 0.1份，
硬脂酸锌 0.5份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为500-700rmp，混合温度为40℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在270-290℃，拉条切粒。
（2）外层，按下列重量份称取各组分原料：
聚碳酸酯 58份，
玻纤 25份，
玻璃微珠（密度为0.4g/cm3） 10份，
高密度聚乙烯 7份，
抗氧剂1076 0.2份，
聚乙烯蜡 0.2份；
将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为700-1000rmp，混合温度为40℃，混合6min；将混合物料经双螺杆挤出机，控制各区的温度在250-270℃，拉条切粒。
（3）将步骤（1）、（2）制得的外层与内层的原料进入共挤机，内层经主机挤出，厚度为2mm，外层由共挤机挤出，厚度为0.5mm，冷却定型得到产品，该产品的内层质量份为70%，外层质量份为30%。
上述实施例1-6制备的产品的性能测试如表1。
表1
实施例 密度
实施例1 1.20g/cm3
实施例2 1.12g/cm3
实施例3 1.10g/cm3
实施例4 1.07g/cm3
实施例5 1.16g/cm3
实施例6 1.02g/cm3
本发明产品使用共挤技术，内层使用密度相对较低的聚苯醚和聚苯乙烯的合金，加入的玻璃微珠进一步降低了内层密度。外层使用玻纤增强的聚碳酸酯原料，聚碳酸酯具有很好的耐候性，适合户外长期使用，外层原料中添加也同样添加玻璃微珠降低密度，高密度聚乙烯有助于降低外层密度的同时，也很好的改善了外层表面的光滑度，因而本发明产品同时实现了挤出产品的低密度、良好的外观和很好的耐候性。
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)

1.一种超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：该超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料包括内层和外层，其中，内层部分的厚度为2～5mm，质量分数为70～95％，外层部分厚度为0.2～0.6mm，质量分数为5～30％；
其中内层为改性聚苯醚材料，由包含以下重量份的组分制成：
外层为改性聚碳酸酯材料，由包含以下重量份的组分制成：
所述的玻璃微珠选自空心玻璃微珠，真密度为0.32g/cm3～0.6g/cm3。
2.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料的密度≤1.20g/cm3。
3.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的聚苯乙烯为高抗冲聚苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的玻纤为长玻璃纤维988A。
5.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的聚乙烯为高密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的第一润滑剂或第二润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸锌中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料，其特征在于：所述的第一抗氧剂或第二抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种以上。
8.一种权利要求1-7任一所述的超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)称取35～55份的聚苯醚、15～32份的聚苯乙烯、5～15份的玻璃微珠、15～30份的玻纤、0.2～0.5份的第一抗氧剂和0.2～0.7份的第一润滑剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒得到内层的改性聚苯醚粒料作为改性聚苯醚粒料内层；
(2)称取40～78份的聚碳酸酯、10～30份玻纤、5～13份玻璃微珠、5～17份聚乙烯、0.2～0.7份第二润滑剂和0.2～0.5份第二抗氧剂，经高混机高速混匀，然后将混合料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒得到外层的改性聚碳酸酯粒料作为改性聚碳酸酯粒料外层；
(3)然后由主机挤出步骤(1)制备的改性聚苯醚粒料内层，共挤机挤出步骤(2)制备的改性聚碳酸酯粒料外层，最后成型即得到超轻改性聚苯醚与聚碳酸酯共挤材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的高混机转速为800～1000rpm，混合温度为30～80℃，混合时间为3～10min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，温度为240～290℃。
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Denomination of invention: Preparation method of super light modified polyphenyl ether and polycarbonate co-extruded section bar

Effective date of registration: 20191202

Granted publication date: 20170825

Pledgee: Chuzhou economic and Technological Development Corporation

Pledgor: Shanghai Jieshijie New Materials (Group) Co., Ltd.

Registration number: Y2019980000815