CN106084715A - 耐刮擦透明pc树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

耐刮擦透明pc树脂组合物及其制备方法 Download PDF

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周霆
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Abstract

本发明公开了一种耐刮擦透明PC树脂组合物及其制备方法，所述组合物包括如下组分：PC树脂、耐刮擦改性剂、抗氧剂、润滑剂。所述制备方法包括如下步骤：将PC树脂、耐刮擦改性剂、抗氧剂和润滑剂混合后，投入双螺杆挤出机中，在190～250℃下进行挤出，造粒得到所述耐刮擦透明PC树脂组合物。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：采用甲基丙烯酸酯(MMA)与甲基丙烯酸苯酯(MPA)的共聚物与PC共混，解决现有技术中制备耐刮擦透明PC树脂组合物时存在的珠光、发黄等问题；同时本发明工艺非常简单，有利于大量生产。

Description

耐刮擦透明PC树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐刮擦透明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。
中国专利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。中国专利CN104910605A采用马来酸酐-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物P(MAH-St-MMA)来改善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。
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耐刮擦透明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，本发明提供了一种耐刮擦透明PC树脂组合物，其包括按重量份数计的如下组分：
耐刮擦改性剂用量优选20～95份，少于20份，材料的耐刮擦性能没有明显改善；超过95份，材料的韧性很差。
作为优选方案，所述PC树脂是通过熔融酯交换法聚合制备的。
作为优选方案，所述PC树脂为双酚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，所述耐刮擦改性剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯酯的共聚物。甲基丙烯酸甲酯单元提供优异的耐刮擦性，甲基丙烯酸苯酯共聚单元改善甲基丙烯酸甲酯共聚物和PC的相容性，避免产生珠光。所述耐刮擦改性剂没有酸酐这类易发黄的不稳定单元，不像马来酸酐-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物P(MAH-St-MMA)易使材料发黄。
所述的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯酯的共聚物是由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯酯单体通过自由基聚合而成，反应以丙苯、乙苯等有机溶剂为反应介质，引发剂选自偶氮二异丁腈、烷基过氧化氢物、过氧化酯、过氧化二酰、过硫酸盐等自由基引发剂。甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯酯的比例为30：70～90：10，反应温度在40～150℃内进行，优选60～120℃。
作为优选方案，所述耐刮擦改性剂中，甲基丙烯酸甲酯的含量为30～90wt％。MMA的含量过多，耐刮擦改性剂和PC的相容性变差，易产生珠光；MMA含量过少，材料的耐刮擦性损失严重。
作为优选方案，所述耐刮擦改性剂的重均分子量为20000～60000g/mol。
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；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，本发明还提供了一种如前述的耐刮擦透明PC树脂组合物的制备方法，其包括如下步骤：
将PC树脂、耐刮擦改性剂、抗氧剂和润滑剂混合后，投入双螺杆挤出机中，在190～250℃下进行挤出，造粒得到所述耐刮擦透明PC树脂组合物。
作为优选方案，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为32～45，螺杆转速为400～600rpm。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用甲基丙烯酸酯(MMA)与甲基丙烯酸苯酯(MPA)的共聚物与PC共混，解决现有技术中制备耐刮擦透明PC树脂组合物时存在的珠光、发黄等问题；
2、同时本发明工艺非常简单，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。
本发明中各实施例和对比例中所用的原料如下：
PC1：重均分子量15,000；
PC2：重均分子量28,000；
PC3：重均分子量20,000；
耐刮擦改性剂1：MMA含量30％，重均分子量40,000；
耐刮擦改性剂2：MMA含量90％，重均分子量60,000；
耐刮擦改性剂3：MMA含量60％，重均分子量20,000；
耐刮擦改性剂4：MMA含量80％，重均分子量40,000；
PMMA1：重均分子量60,000；
PMMA2：重均分子量20,000；
P(MAH-St-MMA)：MAH含量20％，重均分子量40,000；
抗氧剂：1076；润滑剂芳族磷酸酯。
实施例1～4和对比例1～5中耐刮擦透明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。先将备好的料在高速混合机内进行充分搅拌预混，再将预混料通过双螺杆挤出机，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/分钟条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到具有耐刮擦透明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
表1组分及含量、性能表
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。
由实施例1、2、3、4和对比例4、5可知，本发明采用甲基丙烯酸酯(MMA)与甲基丙烯酸苯酯(MPA)的共聚物与PC共混，可以很好的改善PC的耐刮擦性。由实施例2和对比例1及实施例3和对比例2可知，本发明采用甲基丙烯酸酯(MMA)与甲基丙烯酸苯酯(MPA)的共聚物与PC共混，可以很好的解决现有技术中制备耐刮擦透明PC树脂组合物时存在的珠光现象。通过实施例4和对比例3可知，本发明采用的方案可以更好改善PC树脂组合物的耐刮擦性和发黄。通过表1的结果对比可知，本发明优点在于：采用甲基丙烯酸酯(MMA)与甲基丙烯酸苯酯(MPA)的共聚物与PC共混，解决现有技术中制备耐刮擦透明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，有利于大量生产。
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 (10)

1.一种耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，包括按重量份数计的如下组分：
2.如权利要求1所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述PC树脂是通过熔融酯交换法聚合制备的。
3.如权利要求1或2所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型PC树脂。
4.如权利要求3所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述PC树脂的重均分子量为15000～28000g/mol。
5.如权利要求1所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述耐刮擦改性剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸苯酯的共聚物。
6.如权利要求5所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述耐刮擦改性剂中，甲基丙烯酸甲酯的含量为30～90wt％。
7.如权利要求6所述的耐刮擦透明PC树脂组合物，其特征在于，所述耐刮擦改性剂的重均分子量为20000～60000g/mol。
8.如权利要求1所述的耐刮擦透明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、芳族磷酸酯、季戊四醇酯、辅助抗氧剂中的一种或几种；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。
9.一种如权利要求1所述的耐刮擦透明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、耐刮擦改性剂、抗氧剂和润滑剂混合后，投入双螺杆挤出机中，在190～250℃下进行挤出，造粒得到所述耐刮擦透明PC树脂组合物。
10.如权利要求9所述的耐刮擦透明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长径比为32～45，螺杆转速为400～600rpm。
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