CN105733239B - 一种耐黄变聚碳酸酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程塑料领域，具体涉及一种耐黄变聚碳酸酯组合物。一种耐黄变聚碳酸酯组合物，由如下重量份数的组分组成：芳香族聚碳酸酯68~80份；紫外吸收剂0.3~1份；无卤阻燃剂2~8份；填充剂5~16份；功能助剂0.5~5份。本发明的聚碳酸酯组合物不但具有优良的耐黄变性，也同样具有良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及工程塑料领域，具体涉及一种耐黄变聚碳酸酯组合物。
背景技术
聚碳酸酯一种具有优异综合性能的热塑性工程塑料，不但具有良好的力学性能，还具有优良的耐高低温、抗紫外线及耐老化等耐候性和较好的阻燃性和电绝缘性。自上世纪60年代初发展起来后就被广泛应用于汽车部件、电子电器、数据载体、建筑材料、机械零件等各个方面，而且现在也正迅速地扩展到航空、航天等高新技术领域。聚碳酸酯在应用于电器、汽车等产品的外壳部件时，对其白度要求非常严格。但是由于其自身结构上的缺陷，在加工、储存和使用时很容易发生老化降解，从而产生黄变和力学性能的部分或全部消失。特别是采用芳香族聚碳酸酯时，由于存在更多的芳环结构，芳环之间更容易产生共轭作用使得产品变黄。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过添加新型紫外吸收剂，具有优异力学性能和耐黄变性的聚碳酸酯组合物。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，由如下重量份数的组分组成：
芳香族聚碳酸酯68~80份；紫外吸收剂0.3~1份；无卤阻燃剂2~8份；填充剂5~16份；功能助剂0.5~5份；其中，所述紫外吸收剂化学式为C16H6N2O8Zn2；其中，C16H6N2O8为3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸根。
优选的，所述紫外吸收剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=11.335(9) Å，b=7.853(2) Å，c=17.176(2) Å，α=75.292(3) º，β=80.331(2) º，γ=83.713(5) º，V=1528.91(1) Å3。
优选的，所述芳香族聚碳酸酯的粘均分子量为22000~28000。本发明的粘均分子量是通过使用二氯甲烷作为溶剂在测试温度为25℃下测试得到。采用芳香族聚碳酸酯是由于其结构上与新型的紫外吸收剂具有更大的相似性，能够使得新型的紫外吸收剂更好的在组合物中分散，发挥其性能。
优选的，所述无卤阻燃剂为含磷阻燃剂。本发明采用的含磷阻燃剂为本技术领域常见产品均可实现本发明，如磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯。
优选的，所述填充剂为本技术领域常见的无机填充物均可实现本发明，如钛白粉、滑石粉、云母中的至少一种。
优选的，可以根据不同的功能需要添加本技术领域常用的功能助剂如增塑剂、抗静电剂、着色剂中的至少一种。所述的着色剂包括各种颜料，染料；所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯。
本发明具有如下有益效果：
在本发明的聚碳酸酯中采用新型的紫外吸收剂，并且采用相应能使其分散性好的芳香族聚碳酸酯，使得本发明的聚碳酸酯组合物不但具有优良的耐黄变性，也同样具有良好的机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
本发明采用的紫外吸收剂按照如下方法合成：
将0.1mmol3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸锌溶于5mL水和10mL二甲基甲酰胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A在40℃下静置72小时得到混合液B，随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其放在170℃烘箱中反应60小时，之后以5℃/小时降至室温过滤得到所述紫外吸收剂，产率为73.3%。
其中，所述3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸英文为3,3',5,5'-azobenzenetetracarboxylic acid，结构式如下所示：
然后将所得的紫外吸收剂进行单晶表征。
该化合物的X射线衍射数据是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射仪上，用MoKα辐射(λ = 0.71073 Å)，以ω扫描方式收集并进行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解结构，然后用差值傅立叶法求出全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置(C−H 1.083 Å)，用最小二乘法对结构进行修正。计算工作在PC机上用SHELXTL程序包完成。
经测试解析可知，该紫外吸收剂化学式为C16H6N2O8Zn2；其中，C16H6N2O8为3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸根，所述紫外吸收剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=11.335(9) Å，b=7.853(2) Å，c=17.176(2) Å，α=75.292(3) º，β=80.331(2) º，γ=83.713(5) º，V=1528.91(1) Å3，Z=2。
3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸上的氮氮双键可以有效吸收紫外线，而且当3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸脱去4个质子与锌配位形成配合物后化学结构更加稳定，使其作为聚碳酸酯的紫外吸收剂时还能起到一定的抗氧化剂的作用，因此能够有效增强聚碳酸酯组合物的耐黄变性。
另外，如无特别说明，本发明所用的芳香族聚碳酸酯的粘均分子量为22000~28000。
另外，如无特别说明，以下实施例均采用上述合成方法所得的紫外吸收剂。
本发明的实施例和对比例的聚碳酸酯组合物的制备方法采用本技术领域的常见方法即可实现本发明，在本发明中不再详细介绍。
实施例1
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
芳香族聚碳酸酯75份；紫外吸收剂0.6份；磷酸三苯基酯5份；钛白粉13份；邻苯二甲酸酯2份；抗静电剂0.5份；着色剂1份。
实施例2
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
芳香族聚碳酸酯68.5份；紫外吸收剂0.4份；磷酸三甲苯基酯6份；滑石粉16份；邻苯二甲酸酯1.5份；抗静电剂0.5份；着色剂1份。
实施例3
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
芳香族聚碳酸酯80份；紫外吸收剂1份；磷酸甲苯基二苯基酯3份；云母6份；邻苯二甲酸酯2份；抗静电剂0.6份；着色剂1份。
对比例1
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
芳香族聚碳酸酯75份；磷酸三苯基酯5份；钛白粉13份；邻苯二甲酸酯2份；抗静电剂0.5份；着色剂1份。
对比例2
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
芳香族聚碳酸酯75份；UV531 0.6份；磷酸三苯基酯5份；钛白粉13份；邻苯二甲酸酯2份；抗静电剂0.5份；着色剂1份。
对比例3
一种耐黄变聚碳酸酯组合物，按重量份数计：
脂肪族聚碳酸酯75份；紫外吸收剂0.6份；磷酸三苯基酯5份；钛白粉13份；邻苯二甲酸酯2份；抗静电剂0.5份；着色剂1份。
然后采用相关标准对上述实施例和对比例进行性能测试，测定结果如表1所示。
按GB/T 16422.2-2014塑料实验室光源曝露试验方法，置于氙灯曝晒光黄变试验箱中照射，然后按HG/T 3862-2006塑料黄色指数试验方法，测其黄色指数，得到其黄变指数△YI。黄变指数△YI是表征光氧老化性能的一个重要指标，△YI越小，表示耐光照黄变性能越好。
23℃的拉伸强度和弯曲强度按照ASTM D638进行测试。
表1性能测试结果
从以上实施例和对比例的数据可知，本发明采用新型的紫外吸收剂，并且充分利用聚碳酸酯和紫外吸收剂之间的协同作用，使得该组合物具有良好的物理性能和耐黄变性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种耐黄变聚碳酸酯组合物，其特征在于由如下重量份数的组分组成：
芳香族聚碳酸酯68~80份；
紫外吸收剂0.3~1份；
无卤阻燃剂2~8份；
填充剂5~16份；
功能助剂0~5份；
其中，所述紫外吸收剂化学式为C16H6N2O8Zn2；其中，C16H6N2O8为3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸根；
所述紫外吸收剂为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为a=11.335(9) Å，b=7.853(2) Å，c=17.176(2) Å，α=75.292(3) º，β=80.331(2) º，γ=83.713(5) º，V=1528.91(1) Å3；
所述紫外吸收剂按照如下方法合成：
将0.1mmol3,3',5,5'-偶氮苯四羧酸和0.2mmol硝酸锌溶于5mL水和10mL二甲基甲酰胺的混合溶剂当中，用氨水将其pH调节为8，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A在40℃下静置72小时得到混合液B，随后将混合液B转移到聚四氟乙烯高压反应釜中，将其放在170℃烘箱中反应60小时，之后以5℃/小时降至室温过滤得到所述紫外吸收剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐黄变聚碳酸酯组合物，其特征在于所述芳香族聚碳酸酯的粘均分子量为22000~28000。
3.根据权利要求1所述的一种耐黄变聚碳酸酯组合物，其特征在于所述无卤阻燃剂为含磷阻燃剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐黄变聚碳酸酯组合物，其特征在于所述填充剂为钛白粉、滑石粉、云母中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐黄变聚碳酸酯组合物，其特征在于所述功能助剂为增塑剂、抗静电剂、着色剂中的至少一种。
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