CN105860487B - 透明耐刮擦的pc树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

透明耐刮擦的pc树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种透明耐刮擦的PC树脂组合物及其制备方法，其包括如下组分：PC树脂、PMMA树脂、稳定剂A、稳定剂B、抗氧剂、润滑剂，其中，所述稳定剂A为金属有机化合物；稳定剂B为含磷化合物。该制备方法包括如下步骤：将PC树脂、PMMA树脂、稳定剂A、抗氧剂和润滑剂混匀，投入双螺杆挤出机中共混，得到熔体；通过侧喂的方式将稳定剂B加入到所述熔体中，进行挤出，得到所述透明耐刮擦的PC树脂组合物。本发明具有如下的有益效果：解决现有技术中制备透明耐刮擦PC树脂组合物时存在的珠光、发黄等问题；同时本发明的制备工艺非常简单，原材料获得渠道宽，有明显的成本优势，有利于大量生产。

Description

透明耐刮擦的PC树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种透明耐刮擦的PC树脂组合物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚碳酸酯PC树脂具有优异的耐冲击性、耐热性能和透明性，使用温度范围广，尺寸稳定性高，耐蠕变性好，被广泛的应用于汽车、电子电器、玻璃透镜和医学装置等领域。PC的透光率1mm厚度高达90％，折射率高，可以作为很好的光学材料。但PC的耐刮擦性能差，硬度低，限制了PC的应用。目前常用的提高PC的硬度和耐磨性的方法，是通过PC成型后表面覆盖高硬度的涂层或者添加耐刮擦剂，这些方法造成材料的透光率降低，成本高，且工艺流程复杂。
聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的耐刮擦性能和透明度，但是其耐冲击性能和耐热性能不佳。将PC和聚甲基丙烯酸甲酯做成合金时，最大的困难点在于高温共混时，两者相容性差，混合不均匀，造成最终的制品不透明。常规的共混工艺做出的PC/PMMA合金，当PMMA添加量超过一定比例(一般超过3％)时，制品表面即会出现发雾珠光的效果，如果PMMA含量继续增加，制品不透明。
专利文献CN201410328787.4中提供了一种制备透明PMMA/PC合金的方法。但该方法需在丙烯酸甲酯树脂熔融后通入高压惰性气体，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，控制气体压力高于7.4MPa，并使用长径比较大的挤出机，在工艺要求及其严格，设备复杂，不利于大量生产。专利CN104910605A采用聚甲基丙烯酸酯共聚物为马来酸酐-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物P(MAH-St-MMA)改善PC耐刮擦性能，注塑时，产品容易发黄、出现银丝，严重影响产品外观，加工稳定性差。受限于P(MAH-St-MMA)的聚合技术，该材料成本昂贵，不利于大面积是推广应用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种透明耐刮擦的PC树脂组合物及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种透明耐刮擦的PC树脂组合物，其包括按重量份数计的如下组分：
其中，所述稳定剂A为金属有机化合物；稳定剂B为含磷化合物。
PMMA树脂低于20份，材料的耐刮擦性会明显降低；高于95份，材料韧性会很差。稳定剂A低于0.01份，材料的珠光不能有效改善；高于0.5份材料易发黄。稳定剂B低于0.01份，材料的珠光不能有效改善；高于1份材料易透明性会损失。
作为优选方案，所述PC树脂为熔融酯交换法制备的双酚A型PC树脂。
作为优选方案，所述PC树脂的重均分子量为15000～28000g/mol。
作为优选方案，所述PMMA树脂的重均分子量为40000～120000g/mol。
作为优选方案，所述稳定剂A选自烷氧基铝类化合物、有机锡类化合物、有机铁类化合物中的至少一种。
作为优选方案，所述稳定剂B选自磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢锌、亚磷酸三苯酯、季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸中的至少一种。
作为优选方案，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、芳族磷酸酯、季戊四醇酯、辅助抗氧剂中的一种或几种。
作为优选方案，所述润滑剂选自硅油、白矿油、脂肪酸酰胺、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、季戊四醇硬脂酸酯、乙烯-丙烯酸共聚物、芳族磷酸酯中的一种或几种。
第二方面，本发明提供了一种如前述的透明耐刮擦的PC树脂组合物的制备方法，其包括如下步骤：
将PC树脂、PMMA树脂、稳定剂A、抗氧剂和润滑剂混匀，投入双螺杆挤出机中共混，得到熔体；
通过侧喂的方式将稳定剂B加入到所述熔体中，进行挤出，得到所述透明耐刮擦的PC树脂组合物。
作为优选方案，所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比为32～45，螺杆转速为400～600rpm，挤出温度为190～250℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、解决现有技术中制备透明耐刮擦PC树脂组合物时存在的珠光、发黄等问题；
2、同时本发明的制备工艺非常简单，原材料获得渠道宽，有明显的成本优势，有利于大量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1～4和比较例1～6中透明耐刮擦树脂组合物中的各组分及其含量如表1所示，分别按照表1中各实施例及比较例的组分和含量进行备料。将上述原材料不包含稳定剂B的混合物在高速混合机内预混3～10分钟，然后预混料经双螺杆共混，通过侧喂的方式将稳定剂B添加到熔体中。其中所用挤出机温度为190～250℃，螺杆长径比为32～45，螺杆转速为400～600转/分钟，冷却造粒，得到具有透明耐刮擦PC树脂组合物。
以上实施例和对比例中涉及组分及特性如下：
PC1：重均分子量15,000；
PC2：重均分子量28,000；
PC3：重均分子量20,000；
PMMA1：重均分子量80,000；
PMMA2：重均分子量120,000；
PMMA3：重均分子量40,000；
P(MAH-St-MMA)：MAH含量20％，重均分子量40,000；
稳定剂A1：烷氧基铝类有机化合物；
稳定剂A2：有机锡类化合物；
稳定剂A3：有机钛类化合物；
稳定剂B1：磷酸二氢钠；
稳定剂B2：磷酸二氢钙；
稳定剂B3：磷酸二氢锌；
抗氧剂：1076；润滑剂芳族磷酸酯。
表1组分及含量表
物理性能测试方法：
透明度：按照ASTM D1003测试，样品厚度为3mm。
铅笔硬度：按照ASTM D3363测试，负重500g。
黄度指数：按照ASTM E313测试，样品厚度为3mm。
通过表1的结果对比可知，本发明优点在于：解决现有技术中制备透明耐刮擦PC树脂组合物时存在的珠光、发黄等问题，同时本发明的制备工艺非常简单，原材料获得渠道宽，有明显的成本优势，有利于大量生产。
实施例5～8和比较例7～12中透明耐刮擦树脂组合物中的各组分及其含量如表2所示，分别按照表2中各实施例及比较例的组分和含量进行备料。将上述原材料不包含稳定剂B的混合物在高速混合机内预混3～10分钟，然后预混料经双螺杆共混，通过侧喂的方式将稳定剂B添加到熔体中。其中所用挤出机温度为190～250℃，螺杆长径比为32～45，螺杆转速为400～600转/分钟，冷却造粒，得到PC树脂组合物。
表2组分及含量表
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种透明耐刮擦的PC树脂组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
其中，所述PC树脂为熔融酯交换法制备的双酚A型PC树脂；
所述PC树脂的重均分子量为15000～28000g/mol；
所述PMMA树脂的重均分子量为40000～120000g/mol；
所述稳定剂A选自烷氧基铝类化合物、有机锡类化合物、有机钛类化合物中的至少一种；
所述稳定剂B选自磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、磷酸二氢锌、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的透明耐刮擦的PC树脂组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的透明耐刮擦的PC树脂组合物，其特征在于，所述润滑剂选自硅油、白矿油、硬脂酸钡、硬脂酸镁、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
4.一种如权利要求1所述的透明耐刮擦的PC树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将PC树脂、PMMA树脂、稳定剂A、抗氧剂和润滑剂混匀，投入双螺杆挤出机中共混，得到熔体；
通过侧喂的方式将稳定剂B加入到所述熔体中，进行挤出，得到所述透明耐刮擦的PC树脂组合物。
5.如权利要求4所述的透明耐刮擦的PC树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆的长径比为32～45，螺杆转速为400～600rpm，挤出温度为190～250℃。
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