CN105237981A

CN105237981A - 一种抗老化pc/ptt/pp塑料合金及其制备方法

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Publication number: CN105237981A
Application number: CN201510653436.5A
Authority: CN
Inventors: 周国剑; 黄瑞杰; 黄志杰; 郑京连
Original assignee: Shanghai Jun'er New Material Co Ltd; Cgn Juner New Materials Co Ltd
Current assignee: Shanghai Jun'er New Material Co Ltd; Cgn Juner New Materials Co Ltd
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2035-10-10
Also published as: CN105237981B

Abstract

本发明公开了一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金及其制备方法，由以下重量份的组分组成：聚碳酸酯45-70份、聚对苯二甲酸丙二醇酯30-45份、聚丙烯2-12份、相容剂2-12份、抗老化剂0.5-4份、其他助剂0-5份；抗老化剂由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯组成。本发明抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，采用现有的螺杆挤出机即可实现，制备简单，易于操作和实施。本发明得到的抗老化PC/PTT/PP塑料合金在保证具有优异力学性能的基础上，同时还具有优良的抗老化性能。

Description

一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，因此，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是继20世纪50年代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和70年代聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研发的一种极具发展前途的新型聚酯高分子材料，1998年被美国评为六大石化新产品之一。与PET、PBT相比，PTT具有高弹性、良好的连续印染特性、抗紫外线、抗内应力、低吸水性、低静电以及良好的生物降解性、可循环利用等多种优良特性，因此在地毯工业、服装材料、工程热塑料等众多领域应用前景十分广阔。PTT复合了聚酯和聚酰胺性质，适用于做纺织品和地毯，因分子中有附加的碳，易于染色，用于服装，比常规聚酯拉伸性更好，柔软性更好，用于地毯，耐磨耐污。

聚丙烯(PP)是全球产量最大的5种通用塑料之一，其密度小，其强度刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。聚丙烯(PP)具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化，适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。

PC/PTT/PP塑料合金，综合PC刚性，韧性，PTT耐化学性和流动性，PP耐热性等优点。可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。

目前PC/PTT/PP合金在制备过程中严重的问题是酯交换问题：PC和PTT、PP三种高聚物都含微量催化剂，催化剂残留使PC和PTT两者高温下易发生酯交换，破坏PTT结构的完整性，从而导致分子链降低，结晶度下降，出现颜色发黄，热、力学性能下降等问题。此外，由于PC分子链含端羟基，PTT链端含端羧基和端羟基，它们之间还会发生醇解和酸解等副反应，进一步降低合金材料的性能。

PC、PBT、PP三者者为部分相容，三者直接挤出材料分层严重。

然而，目前的PC/PTT/PP塑料合金抗老化性能并不佳。

公开号为CN101050302A(申请号为200710022499.6)的中国发明专利申请公开了一种环保阻燃PC/PTT塑料合金，原料配方如下：聚碳酸酯50～60重量份数、聚对苯二甲酸丙二醇酯20～30重量份数、复合阻燃剂(芳香族磷酸酯5～7重量份数和苯甲基硅酮2～4重量份数)、增容剂(MBS合成树脂4～6重量份数和SMAH3～5重量份数)、抗氧剂(0.2重量份数的抗氧剂1010和0.2重量份数的抗氧剂168)、成核剂(纳米碳酸钙1～2重量份数)，该技术方案通过抗氧剂1010和抗氧剂168复合，来提高材料的抗老化性能，

申请公布号CN102993668A(申请号201210300005.7)的中国发明专利申请公开了一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚丙烯三元合金材料及其制备方法，由如下质量百分数计的组分组成：聚碳酸酯40％～70％、ABS树脂15％～30％、聚丙烯5％～20％和相容剂2.5％～8％和添加剂2％，所述相容剂为聚丙烯的马来酸酐接枝物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的接枝物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的接枝物、甲基丙烯酸甲酯-丁苯橡胶共聚物中的一种或者几种。所述的添加剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或者几种，抗氧剂采用主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(1010)和0.1％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)。该技术方案通过引入ABS来改善PC/PP二元合金的相容性，但是其抗老化性能不佳，需要进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金及其制备方法，得到的抗老化PC/PTT/PP塑料合金在保证具有优异力学性能的基础上，同时还具有优良的抗老化性能。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金，以总重量份100计，由以下重量份的组分组成：

所述的抗老化剂由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯组成。

本发明中，采用聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚丙烯(PP)作为主要材料，PTT的加入可以改善PC的耐药性、耐应力开裂性及加工性能，PP加入降低PC的成本提高流动性，同时保持PC较高的耐热性及耐冲击性，通过加入多官能团接枝弹性体来改善三者相容性提高材料力学性能。同时，采用由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称1076)、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(简称626)和亚磷酸三苯酯(简称TPPI)组成的抗老化剂。β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称1076)为酚类抗氧剂，双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(简称626)为辅抗氧剂亚磷酸酯类，亚磷酸三苯酯(简称TPPI)为辅抗氧剂兼酯交换抑制剂，发明人通过大量实验得出，将主抗氧剂1076、辅抗氧剂626，辅抗氧剂兼酯交换抑制剂TPPI进行合理复配使用，协同增效，抗老化效果明显。使得得到的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，在保证具有优异力学性能的基础上，同时还具有优良的抗老化性能。

作为优选，所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，以总重量份100计，由以下重量份的组分组成：

所述的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯三者的质量比为3：1～5：1～5，进一步优选为3：3：2。

所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)、丙烯酸接枝聚丙烯(PP-g-AA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚苯乙烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PS-g-PMMA)、聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)、聚丙烯接枝尼龙6(PP-g-PA6)、嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMA)、嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丁基丙烯酸(PS-b-PBA)、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS-g-MAH)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MBS)、乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PE-ACR-GMA)中的一种或两种以上。进一步优选，所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MBS)以及乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PE-ACR-GMA)的三种混合物，更进一步优选，所述的马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MBS)以及乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PE-ACR-GMA)三者的质量比为6～12：40～50：8～12，最优选地为10～12：40～43：10～12。

显然，在本发明中为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其他助剂，如阻燃剂、着色剂和抗静电剂等。即所述的其他助剂为阻燃剂、着色剂、抗静电剂中的一种或两种以上。

进一步优选，所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，以总重量份100计，由以下重量份的组分组成：

所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌共聚物(SEBS-g-MAH)、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MBS)以及乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PE-ACR-GMA)的三种混合物，三者的质量比为6～12：40～50：8～12；

所述的抗老化剂由β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯组成，三者的质量比为3：3：2。

一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，包括以下步骤：

将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚丙烯、相容剂、抗老化剂以及其他助剂混合均匀，然后加入到螺杆挤出机中挤出造粒，即获得抗老化PC/PTT/PC塑料合金。

所述的混合均匀在高速混合机中进行，转速在300-400转/分钟，混合5-10分钟。

所述的螺杆挤出机中挤出造粒在220℃-260℃温度下进行。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，PTT的加入可以改善PC的耐药性、耐应力开裂性及加工性能，PP加入降低PC的成本提高流动性，同时保持PC较高的耐热性及耐冲击性，特定含量的三者组合在一起具有优良的复配性，能保证其具有优异的力学性能。将主抗氧剂1076、辅抗氧剂626，辅抗氧剂兼酯交换抑制剂TPPI进行合理复配使用，协同增效，抗老化效果明显。使得本发明得到的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，在保证具有优异力学性能的基础上，同时还具有优良的抗老化性能。本发明的抗老化PC/PTT/PP塑料合金具有优秀的热老化性能，适合在极端高温环境下使用。

本发明抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，采用现有的螺杆挤出机即可实现，制备简单，易于操作和实施，易于工业化大规模生产。

具体实施方式

实施例1

按照表1中对应实施例1数据称取各原料。将各组分加入到高速混合机中，室温25℃下控制转速在350转/分钟，混合8分钟，转入螺杆挤出机中，在220-260℃温度下挤出造粒，获得抗老化PC/PTT/PP塑料合金。

表1：抗老化PC/PTT/PP塑料合金配方表单位：公斤

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							PC	48.8	48.8	48.8	48.8	48.8	48.8
PTT	38	38	38	38	38	38
							PP	6	6	6	6	6	6
相容剂SEBS-g-MAH	0	1	0	0.6	1.0	1.2
							相容剂MBS	6.6	5.6	6.0	5.0	4.3	4.0
相容剂PE-ACR-GMA	0	0	0.6	0.8	1.0	1.2
							1076	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
626	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
							TPPI	0	0	0	0.2	0.3	0.2

其中，PC树脂选用日本帝人公司牌号1250Y的注塑级PC树脂；

PTT树脂选用美国杜邦公司牌号SoronaMT3401的PTT树脂；

PP树脂选用北京燕山石化共聚7726树脂；

相容剂SEBS-g-MAH选自美国Kraton公司1901；

相容剂MBS选用美国罗姆哈斯Exl2691A；

相容剂PE-ACR-GMA选用法国阿托菲纳Ax-8900；

主抗氧剂1076选用BASF公司；

辅抗氧剂626选用美国康普顿公司

辅抗氧剂兼酯交换抑制剂TPPI选自张家港雅瑞化工。

实施例2-6

分别按照表1中对应实施例2-4数据称取各原料。采用实施例1所述的方法制备抗老化PC/PTT/PP塑料合金。

测试例1

根据热氧老化实验标准GB/T7141-2008，对制得的塑料进行人工加速老化实验(90℃，500h)，并分别测定该塑料人工加速老化前后的断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度，其测量结果如表2所示。

断裂伸长率保持率＝人工加速老化后的断裂伸长率÷人工加速老化前的拉伸强度×100％。

冲击强度保持率＝人工加速老化后的悬臂梁缺口冲击强度÷人工加速老化前的悬臂梁缺口冲击强度×100％。

表2：塑料抗老化性能测试表(90℃,500h)

从以上表中可看出要使抗老化PC/PTT/PP塑料合金具有优良的抗老化性，本发明通过额外添加特殊相容剂和抗老化剂，不但使得本发明抗老化PC/PTT/PP塑料合金具有优异的力学性能，同时还具有优良的抗老化性能。

Claims

1.一种抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，以总重量份100计，由以下重量份的组分组成：

2.根据权利要求1所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，以总重量份100计，由以下重量份的组分组成：

3.根据权利要求1或2所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，所述的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯和亚磷酸三苯酯三者的质量比为3：1～5：1～5。

4.根据权利要求1或2所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、聚苯乙烯接枝聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝尼龙6、嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯、嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丁基丙烯酸、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物、乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的一种或两种以上。

5.根据权利要求4所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物以及乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物的三种混合物。

6.根据权利要求5所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，所述的马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物以及乙烯,丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物三者的质量比为6～12：40～50：8～12。

7.根据权利要求1或2所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金，其特征在于，所述的其他助剂为阻燃剂、着色剂、抗静电剂中的一种或两种以上。

8.根据权利要求1～7任一项所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，其特征在于，所述的混合均匀在高速混合机中进行，转速在300-400转/分钟，混合5-10分钟。

10.根据权利要求8所述的抗老化PC/PTT/PP塑料合金的制备方法，其特征在于，所述的螺杆挤出机中挤出造粒在220℃-260℃温度下进行。