CN106674949A - 一种薄壁注塑用pc/pha塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料及其制备方法，以重量份计由下列原料组成：80~90份PC树脂、6~16份PHA树脂、2~3份稳定剂以及1~2份酯交换抑制剂。制备的PC/PHA塑料，用于薄壁注塑时具有绿色环保、流动性好，制品不变形等优点。
Description
技术领域
本发明涉及工程塑料领域，具体地说，是适用于薄壁注塑的PC/PHA塑料及其制备方法。
背景技术
近年来，笔记本电脑和移动电话等3C产品更新换代的速度非常快，这类产品的设计理念正朝着“轻、薄、短、小”方向发展，同时人们对这些产品的需求也在快速增长，于是在常规注塑成型技术的基础上，薄壁注塑成型技术迅速发展起来。薄壁化因具有减小产品重量及外形尺寸、便于集成设计及装配、缩短生产周期、节约材料和降低成本等优点成为塑料消费行业追求的目标，已成为塑料成型行业中新的研究热点。
但当塑料制件的厚度从原来的2～3mm减少到1mm甚至更小时，注塑填充时型腔截面含热量少，散热面积大，熔体热量损失太快，成型中极容易产生内应力、冷却过快等现象，出现翘曲变形、熔接痕等质量问题。PC树脂是一种应用广泛的工程塑料，具有高强度、耐高温、不易燃等优点，但是用于薄壁产品注塑时，由于PC树脂分子链呈刚性，急冷过程中分子链无法充分舒展，容易产生内应力，产生制品变形。另外PC树脂流动性对温度较敏感，冷却时熔体快速硬化，导致流动性降低，影响制品质量。为了使PC能够适用于薄壁注塑，必须使PC树脂分子链舒展过程中阻力小，能够快速到达稳定状态；具有较高的流动性，使PC树脂在冷却前能够充满型腔。
21世纪以来，面对可持续发展思想的深入以及人们逐渐增强的环保意识，电子产品更新换代快，薄壁注塑产品的开发和应用也面临着新的挑战。PHA材料也叫聚羟基脂肪酸酯，是一种可生物降解的高分子材料，既有聚酯结构又有脂肪长链。由于单体种类较多，可以根据应用情况进行结构设计。
解决PC用于薄壁注塑遇到的问题的方法有很多，申请号为201310695229.7一种低成本高流动性无卤阻燃PC材料及其制备方法的专利，公开了采用苯乙烯类功能聚合物改善PC树脂流动性的方法。该方法制备的PC材料流动性、力学性能好，但该方法并未披露如何消除PC材料翘曲问题，而且该方法制备的材料不具备降解性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种适用于薄壁注塑用PC/PHA塑料及其制备方法，以解决现有技术的不足，具有绿色环保、流动性好，不变形的优点。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种薄壁注塑用PC/PHA塑料以重量份计由下列原料组成：80～90份PC树脂、6～16份PHA树脂、2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂。
优选的，所述的PC树脂为芳香族PC树脂，黏均分子量25000～40000。
优选的，所述PHA树脂为3-羟基-十二酸与3-羟基-丁酸嵌段共聚物，分子量为20000～30000，其中3-羟基-十二酸在共聚物中占摩尔比为64％-66％,其余为3-羟基-丁酸。
优选的，所述的稳定剂为亚磷酸酯。
优选的，所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢盐。
一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)80～90份PC树脂，110℃-115℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。6～16份PHA树脂、2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂。
(b)6～16份PHA树脂，30℃-35℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1500～2000转/分，时间5～8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～300℃，挤出机转速130～180转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
本发明同现有技术相比，主要具有以下优点和有益效果：
所述PHA树脂具有可降解性，同PC树脂共混，能够提高材料体系的降解性能；本发明中采用的PHA树脂含有脂肪族长链结构，能够降低PC分子链间的作用力，使分子链注塑过程中迅速达到稳定状态，不产生内应力；本发明中采用的PHA树脂在PC树脂中可以提高PC树脂的熔融指数，使PC树脂具有很好的流动性；PC树脂在改性、注塑过程中与PHA会发生酯交换反应，使PC树脂力学性能降低，加入酯交换抑制剂，可以避免两种树脂间发生反应。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明提供一种薄壁注塑用PC/PHA塑料，以重量份计由下列原料组成：
PC树脂 80～90份
PHA树脂 6～16份
稳定剂 2～3份
酯交换抑制剂 1～2份
所述的PC树脂为芳香族PC树脂，黏均分子量25000～40000，具有很好的刚性，作为薄壁注塑使用，具有足够的强度以保护电子元件。
所述的PHA树脂是一种生物降解聚酯，含有脂肪族长链，可以降低PC分子链运动阻力，使之在注塑过程中不产生内应力，还可以提高PC树脂的流动性。
所述的稳定剂为亚磷酸酯，可以有效降低PC、PHA共混改性及注塑过程中的降解。本发明更优选为三叔戊基苯酚亚磷酸酯、三壬基酚亚磷酸酯中的一种。
所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢盐，可以有效抑制PC树脂与PHA树脂间酯交换反应的发生，还可以与亚磷酸酯稳定剂起到协同作用，提高亚磷酸酯的效率，减少稳定剂用量。本发明更优选的为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙中的一种。
一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)80～90份PC树脂，110℃-115℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)6～16份PHA树脂，30℃-35℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1500～2000转/分，时间5～8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～300℃，挤出机转速130～180转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
所述PHA树脂具有可降解性，同PC树脂共混，能够提高材料体系的降解性能。
本发明中采用的PHA树脂含有脂肪族长链结构，能够降低PC分子链间的作用力，使分子链注塑过程中迅速达到稳定状态，不产生内应力。
本发明中采用的PHA树脂在PC树脂中可以提高PC树脂的熔融指数，使PC树脂具有很好的流动性。
PC树脂在改性、注塑过程中与PHA会发生酯交换，使PC树脂力学性能降低，加入酯交换抑制剂，可以避免两种树脂间发生反应。
本发明下述实施例中所使用的PC树脂来源于沙特基础创新塑料公司。
本发明下述实施例中所使用的PHA树脂中3-羟基-十二酸在共聚物中占摩尔比为65％,由深圳意可曼生物科技有限公司提供。
本发明下述实施例中所使用的稳定剂来源于汽巴化学公司。
本发明下述实施例中所使用的磷酸二氢盐来源于德阳瑞兴化学有限公司。
实施例1
按照下文所述质量份数比称取各种原料
PC树脂 80份
PHA树脂 16份
稳定剂三叔戊基苯酚亚磷酸酯 2份
酯交换抑制剂磷酸二氢钾 2份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，110℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)将PHA树脂，30℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与稳定剂以及酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1500转/分，时间8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～280℃，挤出机转速130转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
实施例2
按照下文所述质量份数比称取各种原料
PC树脂 90份
PHA树脂 6份
稳定剂三壬基酚亚磷酸酯 3份
酯交换抑制剂磷酸二氢钾 1份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，115℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)将PHA树脂，35℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与稳定剂以及酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度2000转/分，时间5分钟，高速混合，得到混合物；
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度220℃～290℃，挤出机转速180转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料；
实施例3
按照下文所述质量份数比称取各种原料
PC树脂 85份
PHA树脂 11份
稳定剂三叔戊基苯酚亚磷酸酯 2.5份
酯交换抑制剂磷酸二氢钾 1.5份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，112℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)PHA树脂，32℃除湿干燥至含水量小于100PPM；
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与稳定剂以及酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1800转/分，时间6分钟，高速混合，得到混合物；
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度220℃～300℃，挤出机转速170转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料；
为了衡量本专利技术方案的效果，选择熔融指数为17.5g/10min的沙比克公司121R型PC树脂作为空白样与实施例对比。实施例1至实施例3的测试结果如表1所示。
表1实施例1-3和空白样性能测试结果
表中数据表明本专利提供的技术可以显著提高PC树脂的熔融指数，力学性能没有明显改变，用于制作薄壁制品，变形比例明显降低。
对比例1
PC树脂 82份
PHA树脂 16份
酯交换抑制剂磷酸二氢钾 2份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，110℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)将PHA树脂，30℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1500转/分，时间8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～280℃，挤出机转速130转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
对比例2
按照下文所述质量份数比称取各种原料
PC树脂 82份
PHA树脂 16份
稳定剂三叔戊基苯酚亚磷酸酯 2份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，110℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)将PHA树脂，30℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与稳定剂在常温状态下，混合速度1500转/分，时间8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～280℃，挤出机转速130转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
对比例3按照下文所述质量份数比称取各种原料
PC树脂 81.5份
PHA树脂 16份
稳定剂三叔戊基苯酚亚磷酸酯 2份
酯交换抑制剂磷酸二氢钾 0.5份
所述的一种薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其包括步骤：
(a)将PC树脂，110℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。
(b)将PHA树脂，30℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与稳定剂以及酯交换剂在常温状态下，混合速度1500转/分，时间8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～280℃，挤出机转速130转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
表2对比例1-3性能
从表1、表2数据可以看出稳定剂可以有效阻止PC树脂与PHA树脂的降解，不添加稳定剂，材料的力学性能回大幅降低，制品也会因强度不够产生变形；酯交换抑制剂可以降低PC树脂与PHA树脂间的反应，不加入酯交换抑制剂或用量不足都会降低材料的力学性能及流动性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种薄壁注塑用PC/PHA塑料，其特征在于，以重量份计由下列原料组成：80～90份PC树脂、6～16份PHA树脂、2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂。
2.根据权利要求1所述的薄壁注塑用PC/PHA塑料，其特征在于，所述的PC树脂为芳香族PC树脂，黏均分子量25000～40000。
3.根据权利要求1所述的薄壁注塑用PC/PHA塑料，其特征在于，所述的PHA树脂为3-羟基-十二酸与3-羟基-丁酸嵌段共聚物，分子量为20000～30000，其中3-羟基-十二酸在共聚物中占摩尔比为64％-66％,其余为3-羟基-丁酸。
4.根据权利要求1所述的薄壁注塑用PC/PHA塑料，其特征在于，所述的酯交换抑制剂为磷酸二氢盐。
5.一种如权利要求1至3中任一所述的薄壁注塑用PC/PHA塑料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(a)80～90份PC树脂，110℃-115℃鼓风干燥至含水量小于100PPM。6～16份PHA树脂、2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂。
(b)6～16份PHA树脂，30℃-35℃除湿干燥至含水量小于100PPM。
(c)将干燥后的PC树脂、PHA树脂与2～3份稳定剂以及1～2份酯交换抑制剂在常温状态下，混合速度1500～2000转/分，时间5～8分钟，高速混合，得到混合物。
(d)将混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，挤出机温度210℃～300℃，挤出机转速130～180转/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
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