CN105860474A - 一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法 - Google Patents

一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热耐溶剂的轻质合金，原料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂和紫外光吸收剂，本发明在轻质合金中引入了酯交换抑制剂、相容剂、聚合物微球、紫外光吸收剂等，制备了一种耐热、耐溶剂、抗冲击、成本低、低密度等综合性能优良的工程塑料。

Description

一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法
技术领域
本发明属于改性工程塑料领域，尤其涉及一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法。
背景技术
近年来随着电子电器、办公设备等需求的不断增加和对其性能、外观要求的逐渐提高，使得聚碳酸酯（PC）的应用面不断地扩展，其需求量也不断地增加。然而随着电子电器产品的不断更新换代，对材料的要求越来越苛刻，一般的聚碳酸酯已经满足不了某些产品的要求；并且聚碳酸酯熔体粘度大，流动性、耐溶剂性、耐磨性差，对缺口的敏感性高，而易发生高温水解和应力开裂，从而很大的影响了其进一步深入应用。
聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一种结晶速度较快、较坚韧的工程塑料，具有优异的耐溶剂性、加工流动性，其机械强度、电绝缘性、热稳定性也较好。因此，将 PBT 混入 PC 中，可以提高 PC 的的流动性，改善加工性、耐化学药品性和降低成本。同时，PBT、PC 同属线型芳香族聚酯，化学结构相近，因此相容性较好，可以任何比例掺混制得各方面性能优异的合金。此合金适用于汽车车身板、挡泥板、汽车门把手、汽车保险杠以及要求耐化学腐蚀、抗冲击的产品。
聚合物微球参考2007年硕士论文“功能高分子聚合物微球的制备及其应用”以及《天津工业大学学报》的“空心聚合物微球的合成”两份文件。
现有的 PC/PBT 塑料合金耐热降解、耐溶剂的性能并不佳。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足而提出了一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法。本发明在轻质合金中引入了酯交换抑制剂、相容剂、聚合物微球、紫外光吸收剂等，制备了一种耐热、耐溶剂、抗冲击、成本低、低密度等综合性能优良的工程塑料。
为实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：
一种耐热耐溶剂的轻质合金，原料包括如下重量份数的组分：
聚碳酸酯 50~80；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 20~45；
聚合物微球 0.5~2；
相容剂 1~6；
酯交换抑制剂 0.05~0.3；
抗氧剂 0.3~0.7；
润滑剂 0.2~0.6；
紫外光吸收剂 0.1~0.5；
所述的聚碳酸酯为普通聚碳酸酯与有机硅-聚碳酸酯共聚物的两种复合物，普通聚碳酸酯与有机硅-聚碳酸酯共聚物的重量比为20:1-5：1，其融指指数为7~30 g/10min。
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的密度为1.0-1.5g/cm3，乌氏粘度为0.8-1.2。
所述的聚合物微球为阿克苏诺贝尔公司的一种发泡剂，由聚合物壳体和气体组成。
所述的相容剂为乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐共聚物、乙烯—丙烯酸丁酯—甲基缩水甘油酯（EBA-g-GMA）、乙烯—辛烯—马来酸酐共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝—乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SBS-g-GMA）中的任一种及以上。
所述酯交换抑制剂为磷酸二辛酯、磷酸二异辛酯、磷酸二氢钠、亚磷酸三苯酯和硫酸二乙酯中的至少一种。
所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂复配而成，其中主抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，辅抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂PEPQ和抗氧剂412S中的任一种。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、阿科玛L-1000、聚乙烯蜡和硅酮粉中的一种及以上。
紫外吸收剂为巴斯夫的UV234
一种耐热耐溶剂的轻质合金的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量配比称取聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得成品。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明的合金中加入了酯交换抑制剂可以很好的控制PC与PBT间发生酯交换反应，从而使合金具有较好的耐热性和保持了PC的特性。同时，本合金中采用了有机硅改性的聚碳酸酯并加入了相容剂来共混改性，使得合金具有基材各自原有的优异性能，加入聚合物微球可以明显提高轻质合金的多种性能，而且具有高抗冲韧性、尺寸稳定性好、加工流动性好等优点，还具有耐热降解、耐化学溶剂和质轻的特性。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明，给出下述制备实例，但本发明的范围并不局限于此。
实施例1：
聚碳酸酯 50；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 30；
聚合物微球 1；
相容剂 2；
酯交换抑制剂 0.1；
抗氧剂 0.4；
润滑剂 0.3；
紫外光吸收剂 0.2；
a、将以上重量份数的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯加入高速混合机中混合均匀；
b、将以上重量份数的聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例1的轻质合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
实施例2：
聚碳酸酯 60；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 25；
聚合物微球 0.8；
相容剂 2；
酯交换抑制剂 0.2；
抗氧剂 0.6；
润滑剂 0.3；
紫外光吸收剂 0.2；
a、将以上重量份数的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯加入高速混合机中混合均匀；
b、将以上重量份数的聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例2的轻质合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
实施例3：
聚碳酸酯 70；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 30；
聚合物微球 1.2；
相容剂 2；
酯交换抑制剂 0.2；
抗氧剂 0.6；
润滑剂 0.3；
紫外光吸收剂 0.2；
a、将以上重量份数的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯加入高速混合机中混合均匀；
b、将以上重量份数的聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例3的合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
对比例1
聚碳酸酯 70；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 30；
相容剂 2；
酯交换抑制剂 0.2；
抗氧剂 0.6；
润滑剂 0.3；
紫外光吸收剂 0.2；
a、将以上重量份数的聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯加入高速混合机中混合均匀；
b、将以上重量份数的相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得对比例1的合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
将实施例1-3制备的轻质合金颗粒和对比例1的合金颗粒分别加工挤出制得合金塑料，然后对性能进行测试，测试结构如下表1：
表1：各实施例的性能测试结果
　 单位 测试条件 测试标准 对比例1 实施例1 实施例2 实施例3
断裂伸长率 % 50mm/min ASTM D639 75 80 95 85
缺口冲击强度 J/m 23℃ ASTM D256 54 90 120 148
熔融指数 g/10min 260℃/5.0kg ASTM D1238 16 14 18 20
合金比重 1.22 1.05 1.06 1.04
110℃下烧烤200h冲击强度保持率% 50 83 85 84
270℃炮筒停留30分钟冲击强度保持率% 58 80 81 80
270℃炮筒停留30分钟冲击断裂保持率% 50 72 73 72
有上表1可以看出：
具体就是，本发明制备的 PC/PBT 合金在 110℃ 下热烤 200H，冲击强度保持 83%；喷涂油漆后，断裂伸长率和冲击强度下降不到 5%；在270℃下炮筒停留 30min，冲击强度保持 80%，断裂伸长率保持 72%；在添加 20% 水口的情况下，拉伸、冲击等机械性能基本保持不变；合金的比重大幅下降，可由1.22下降到1.05。
所以，本发明的实施例和对比例相比，有明显的优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。。

Claims (9)

1.一种耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：原料包括如下重量份数的组分：
聚碳酸酯 50~80；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 20~45；
聚合物微球 0.5~2；
相容剂 1~6；
酯交换抑制剂 0.05~0.3；
抗氧剂 0.3~0.7；
润滑剂 0.2~0.6；
紫外光吸收剂 0.1~0.5；
所述的聚碳酸酯为普通聚碳酸酯与有机硅-聚碳酸酯共聚物的两种复合物，普通聚碳酸酯与有机硅-聚碳酸酯共聚物的重量比为20:1-5：1，其融指指数为7~30 g/10min。
2.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的密度为1.0-1.5g/cm3，乌氏粘度为0.8-1.2。
3.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述的聚合物微球为阿克苏诺贝尔公司的一种发泡剂，由聚合物壳体和气体组成。
4.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述的相容剂为乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐共聚物、乙烯—丙烯酸丁酯—甲基缩水甘油酯（EBA-g-GMA）、乙烯—辛烯—马来酸酐共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝—乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）和苯乙烯—丁二烯—苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SBS-g-GMA）中的任一种及以上。
5.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述酯交换抑制剂为磷酸二辛酯、磷酸二异辛酯、磷酸二氢钠、亚磷酸三苯酯和硫酸二乙酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂复配而成，其中主抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，辅抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂PEPQ和抗氧剂412S中的任一种。
7.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、阿科玛L-1000、聚乙烯蜡和硅酮粉中的一种及以上。
8.如权利要求1所述的耐热耐溶剂的轻质合金，其特征在于：紫外吸收剂为巴斯夫的UV234。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的耐热耐溶剂的轻质合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、按重量配比称取聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的聚合物微球、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得成品；
此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
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