CN106751598A - Pc/par复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能汽车车灯专用复合材料及其制备方法，所述复合材料包括以下按重量份计算的组分：30‑80份聚芳酯；20‑70份共聚聚碳酸酯；1‑3份相容剂；0.3‑0.4份主辅抗氧剂；0.5‑1份润滑剂。本发明所制备的复合材料透光率高、耐热性好、抗紫外光能力强，抗冲击性好，综合力学性能优异。

Description

PC/PAR复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料领域，具体地，本发明涉及一种PC/PAR复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)树脂无味、无臭、无毒、透明，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，由于其优良的综合力学性能，较高的透明度，良好的阻燃性、耐热性、电绝缘性和尺寸稳定性，较低的吸水率等特点而被广泛应用于汽车工业中。然而，随着汽车产业的发展，对汽车本身的性能要求越来越高，对汽车用料的要求也在不断提高。汽车的前后车灯部位是影响汽车质量的重要因素之一，汽车车灯在使用时，车灯产生的温度可高至200℃，而且汽车几乎都是放置于户外，容易受阳光及紫外光的照射，导致材料逐渐降解，影响车灯的使用及外观。单纯的PC或PC与ASA、PMMA等复合材料存在耐热性、耐寒性、抗冲击性及抗紫外光稳定性不足等缺陷，且材料复合后透明性会显著下降，难以满足制备高透明汽车车灯的要求。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种高性能汽车车灯专用的聚碳酸酯(PC)/聚芳酯(PAR)复合材料，所述复合材料透明性高、耐热性好、抗紫外光能力强、抗冲击性好，综合力学性能优异。
本发明的另一目的，在于提供所述复合材料的制备方法。
其技术方案如下：
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，包括以下按重量份计算的组分：
其中，所述聚芳酯的熔融指数为5-10g/10min，所述共聚聚碳酸酯的融熔指数为1-10g/10min；所述聚芳酯与共聚聚碳酸酯的质量比为1:3～2:1。
发明人通过实验发现，将特定熔融指数的共聚聚碳酸酯与特定熔融指数的聚芳酯复合，可使得复合材料的透明性得到显著改善；通过调节共聚聚碳酸酯的和聚芳酯的配比，可形成单连续相和双连续相，再通过加入相容剂作为分散相的组分，可使分散相与连续相之间形成更紧密的相畴，降低聚合物之间的界面相分离能，进一步提升共混物的透明性；再配以其他助剂，提高复合材料的抗紫外光稳定性、耐热性、抗冲击性等。本发明所得复合材料还能够降低PAR的加工温度，改善加工流动性，使复合材料兼具两种材料的优异性能。
在其中一个实施例中，所述的复合材料，包括以下按重量份计算的组分：
发明人发现，按所述重量份的组分制备聚碳酸酯/聚芳酯复合材料时，复合材料的透明性能够进一步得到改善。
在其中一个实施例中，所述共聚聚碳酸酯的融熔指数为1-5g/10min。
在其中一个实施例中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
在其中一个实施例中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
在其中一个实施例中，所述润滑剂为硬脂酸酯和/或硬脂酸盐。
在其中一个实施例中，包括如下步骤：
S1、按比例将聚芳酯、共聚聚碳酸酯、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀得到混合料；
S2、将混合料在长径比为65～75:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280-300℃、290～310℃、300～320℃、310～330℃、320～350℃、320～350℃、320～350℃、320～350℃、320～345℃、330～340℃，真空度控制在-0.04～-0.08MPA。
在其中一个实施例中，所述步骤S1为：按比例将聚芳酯、共聚聚碳酸酯、相容剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
在其中一个实施例中，所述步骤S2为：将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
控制温区内的真空度控制在一定范围，可确保加工过程中低分子物及加工产生的小分子或分解物充分排出。
在其中一个实施例中，共聚聚碳酸酯、聚芳酯使用前均经干燥处理，作为一种具体实施方式，所述干燥处理为在120℃条件下干燥4小时。
在其中一个实施例中，所述聚芳酯为粉末状。
本发明还公开了所述的复合材料在制备汽车车灯中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明将特定熔融指数的共聚聚碳酸酯与特定熔融指数的聚芳酯复合，能够显著改善材料的透明性；调节共聚聚碳酸酯和聚芳酯的配比，可形成单连续相和双连续相，再通过加入相容剂作为分散相的组分，可使分散相与连续相之间形成更紧密的相畴，降低聚合物之间的界面相分离能，进一步提高复合材料的透明性；再配以其他助剂，可使得其复合材料的耐热性好、抗UV能力强、综合力学性能优异。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
以下实施例所用的原料型号如下：
共聚PC：7025A，MI为10g/10min，三菱工程塑料公司；共聚PC1803，MI为1g/min，拜耳公司；共聚PC4141，MI为4g/min，Sabic公司；测试条件 均为300℃、负载1.2kg；
PAR：U-8500，MI为5g/10min，日本尤尼卡公司；U-8000，MI为10g/10min，日本尤尼卡公司；
相容剂：苯乙烯-马来酸酐共聚物：SMA100-P，法国阿克玛公司；
抗氧剂：抗氧剂168，抗氧剂1010，巴斯夫；
季戊四醇硬脂酸钙：WE60，科莱恩。
以下实施例及对比例的共聚聚碳酸酯、聚芳酯使用前均在120℃条件下干燥4小时。
实施例1
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将76kg聚芳酯U-8500、38kg共聚聚碳酸酯PC 4141、3kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.15kg抗氧剂1010，0.7kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
实施例2
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将48kg聚芳酯U-8500、48kg共聚聚碳酸酯PC4141、3kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.15kg抗氧剂1010，0.7kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
实施例3
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将38kg聚芳酯U-8500、68kg共聚聚碳酸酯PC4141、3kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.15kg抗氧剂1010，0.7kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为40:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
实施例4
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将30kg聚芳酯U-8500、70kg共聚聚碳酸酯PC4141、3kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.15kg抗氧剂1010，0.7kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
实施例5
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将76kg聚芳酯U-8500、38kg共聚聚碳酸酯PC 7025A、3kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.15kg抗氧剂1010，0.7kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
实施例6
一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，制备方法包括如下步骤：
S1、将40kg聚芳酯U-8000、20kg共聚聚碳酸酯PC1803、1kg相容剂、0.15kg抗氧剂168、0.25kg抗氧剂1010，1kg润滑剂加入高速混料机中混合3-5分钟得到混合料；
S2、将混合料在长径比为65:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.04MPA。
对比例1
制备方法与实施例1相似，区别在于，所使用的聚芳酯为尤尼卡公司生产的AXD-1500，其熔融指数MI为15。
对比例2
制备方法与实施例1相似，区别在于，所使用的共聚聚碳酸酯为拜耳公司生产的PC2805，其熔融指数MI为20。
对比例3
制备方法与实施例1相似，区别在于，将所述聚芳酯U-8500的用量替换为70kg、所述共聚聚碳酸酯Sabic PC 4141的用量替换成20kg。
参照国标，对上述实施例和对比例制备的复合材料进行测试，测试结果见表1、表2。
表1实施例复合材料性能测试
表2对比例复合材料性能测试
从实施例和对比例的性能测试结果可知，本发明所制备的聚碳酸酯/聚芳酯复合材料明性高、耐热性好、抗紫外光能力强、抗冲击性好，综合力学性能优异，聚芳酯和共聚聚碳酸酯的熔融指数及两种树脂的配比均对其复合材料的性能有较大影响。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种聚碳酸酯/聚芳酯复合材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
其中，所述聚芳酯的熔融指数为5-10g/10min，所述共聚聚碳酸酯的融熔指数为1-10g/10min；所述聚芳酯与共聚聚碳酸酯的质量比为1:3～2:1。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述共聚聚碳酸酯的融熔指数为1-5g/10min。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
5.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸酯类抗氧剂。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸酯和/或硬脂酸盐。
7.权利要求1-6任一权利要求所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按比例将聚芳酯、共聚聚碳酸酯、相容剂、抗氧剂、润滑剂混合均匀得到混合料；
S2、将混合料在长径比为65～75:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280-300℃、290～310℃、300～320℃、310～330℃、320～350℃、320～350℃、320～350℃、320～350℃、320～345℃、330～340℃，真空度控制在-0.04～-0.08MPA。
8.根据权利要求7所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2为：将混合料在长径比为72:1的双缧杆挤出机挤出即得，其中，加工温度设定为十个温区，每个温区的温度依次为280℃、300℃、320℃、330℃、350℃、350℃、350℃、350℃、345℃、340℃，真空度控制在-0.06MPA。
9.权利要求1-6任一权利要求所述的复合材料在制备汽车车灯中的应用。
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