CN106883573B - 聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用；聚酰胺聚碳酸酯合金材料含有：5‐90份聚酰胺、10‐95份聚碳酸酯、1‐15份增韧剂、1.75‐17.5份相容剂、15‐55份半芳香族聚酰胺纤维和0.2‐2.6份助剂；制备方法包括：将聚酰胺、聚碳酸酯、增韧剂、相容剂和助剂混合均匀后加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将半芳香族聚酰胺纤维加入侧喂料料斗中，经所述双螺杆挤出机挤出、牵条和切粒，得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料；本发明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料具有良好的界面相容性、较好的粒子分散性能和较高的强度，可用于制作电子电气产品的零部件，具有较广的应用范围。

Description

聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料合成技术领域，涉及一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯(PC)由于具有突出的冲击韧性、良好的透明性、尺寸稳定性和电气绝缘性而得到了广泛的应用，但是其仍存在加工流动性差、耐药性差、易应力开裂及对缺口敏感等缺陷，并且价格昂贵，这些因素均限制了其进一步的应用。
另外，聚酰胺(PA)虽然具有较高的机械强度、耐磨性、自润滑性、熔体流动性以及较好的耐油性，但其耐热性、抗冲击强度和尺寸稳定性却较差。
由此可知，聚碳酸酯和聚酰胺在性能方面具有较好的互补性，如果能够构建二者的共混体系，并且使该共混体系既可以保持聚酰胺和聚碳酸酯各自的优良特性又可以克服二者的不足，那么就可以拓展该共混体系的应用范围。然而，由于聚酰胺和聚碳酸酯是热力学不相容的体系，两相之间的界面张力大以及界面粘接力弱导致了相与相之间的分散状况不好，从而使所得的共混体系的力学性能很差，因此，如何增加两者之间的相容性以得到能够综合两者的优良特性的复合材料就成为了重要的研究课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
本发明的另一个目的在于提供一种上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制备方法。
本发明的第三个目的在于提供一种上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的应用。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其生产原料含有以下组分并且每种组分的重量份如下：
其中，聚酰胺、聚碳酸酯、增韧剂、半芳香族聚酰胺纤维和相容剂的重量份均为干重，即将各原料在90‐110℃的电热鼓风干燥箱中进行干燥后再称重。
上述的聚酰胺可以选自PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010和PA612中的任意一种或几种。聚酰胺的相对黏度可以为1.5‐3.5，可以优选为2.5。
上述的聚碳酸酯可以选自双酚A型聚碳酸酯，该双酚A型聚碳酸酯的重均分子量可以为15000‐45000g/mol，可以优选为30000g/mol。
上述的增韧剂可以选自有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物。在该有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物中，有机硅、丙烯酸和SAN的重量份之比可以为(5‐45)∶(35‐55)∶(20‐40)，还可以优选为25∶45∶30。
上述的相容剂可以选自苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以为(4‐10)∶(12.5‐14)，还可以优选为4∶10(即2∶5)。
在上述的苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)中，苯乙烯和马来酸酐的重量份之比可以为(65‐95)∶(5‐35)，还可以优选为74∶26。
在上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率可以为0.5‐5.5％，还可以优选为5％。
在上述的甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物中的丁二烯橡胶相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物总重量的40‐80％，还可以优选为占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物总重量的70％。
上述的半芳香族聚酰胺纤维可以为聚合度为30‐200的PA6T纤维、PA9T纤维、PA10T纤维、PA12T纤维和PA13T纤维中的任意一种或几种，还可以优选为聚合度为70‐160的短切PA10T纤维，该短切PA10T纤维的长度可以为6mm并且直径可以为10μm。
上述的助剂包括0.1‐1.1重量份的抗氧剂和0.1‐1.5份的润滑剂。其中，抗氧剂可以为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物，二者的重量份之比可以为1∶1。抗氧剂可以进一步优选为β‐(3，5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)和三[2，4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)的混合物，二者的重量份之比可以为1∶1。
上述的润滑剂可以选自乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
在本发明的复合材料中，由于聚碳酸酯和聚酰胺能够取得较好的相容性，因此，聚酰胺提高了聚碳酸酯的抗溶剂能力，改善了其加工性能；而聚碳酸酯提高了聚酰胺的抗冲强度，改善了其低温脆性，降低吸水率，提高抗蠕变性和尺寸稳定性，故本发明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料是一种具有优良的综合性能的复合材料，能够在多个领域得以应用。
一种制备上述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料的方法，其包括如下步骤：
(1)、将5‐90份聚酰胺、10‐95份聚碳酸酯、1‐15份增韧剂、1.75‐17.5份相容剂和0.2‐2.6份助剂混合5‐10min，得到预混料；
(2)、将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将15‐55份半芳香族聚酰胺纤维加入双螺杆挤出机的侧喂料料斗中，经双螺杆挤出机挤出、牵条和切粒，得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
其中，在步骤(1)中，聚酰胺、聚碳酸酯、增韧剂、半芳香族聚酰胺纤维和相容剂的重量份均为干重，即将各原料在90‐110℃电热鼓风干燥箱中进行干燥后再称重。
在步骤(2)中，双螺杆挤出机的温度可以为180‐280℃。
在步骤(2)中，双螺杆挤出机的螺杆转速可以为100‐500r/min。
上述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可以用于制备电子电器产品的各类零件。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
首先，本发明的原料体系以聚酰胺和聚碳酸酯作为基体，以有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物作为增韧剂，以苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)作为共同的反应型相容剂，在聚酰胺基体、相容剂和增韧剂的共同作用下，半芳香族聚酰胺纤维与基体以及两个基体之间均获得了良好相容性，从而得到了具有较高的抗冲强度、较低的吸水率、较好的尺寸稳定性和抗蠕变性以及耐高温的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
其次，由于半芳香族聚酰胺纤维增强合金的密度比玻璃纤维增强合金的密度小很多，因此，本发明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料还能够满足轻量化的需求，可广泛用于电子、电器、汽车零部件等领域。
具体实施方式
本发明提供了一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制备方法和应用。
<聚酰胺聚碳酸酯合金材料>
一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其生产原料含有以下组分并且每种组分的重量份如下：
其中，聚酰胺的重量份可以优选为10‐90；和/或，聚碳酸酯的重量份可以优选为10‐90；和/或，增韧剂的重量份可以优选为4‐12；和/或，相容剂的重量份可以优选为7‐14；和/或，半芳香族聚酰胺纤维的重量份可以优选为30‐55；和/或，助剂的重量份可以优选为0.6‐1.4。
[聚酰胺]
聚酰胺可以选自PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010和PA612中的任意一种或几种。上述聚酰胺的相对黏度(ηr)可以为1.5‐3.5，还可以优选为2.5。若聚酰胺的黏度过低，可能导致共混体系的流动性太好，不易拉条切粒；若黏度过高，则流动性太差，不利于与聚碳酸酯混合均匀以及后期加工精密制件，因此，聚酰胺的相对黏度(ηr)以在1.5‐3.5的范围内为宜。
[聚碳酸酯]
聚碳酸酯可以选自双酚A型聚碳酸酯，其重均分子量可以为15000‐45000g/mol，还可以优选为30000g/mol。若聚碳酸酯的重均分子量过低，则终产品的韧性较差；若重均分子量过高，则终产品的流动性太差，不利于与聚酰胺混合均匀以及后期加工精密制件。
[增韧剂]
增韧剂可以选自有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物，其中，有机硅和丙烯酸作为核，SAN(苯乙烯‐丙烯腈共聚物)作为壳。
在有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物中，有机硅、丙烯酸和SAN(苯乙烯‐腈丙烯腈共聚物)的重量份之比可以为(5‐45)∶(35‐55)∶(20‐40)，还可以优选为25∶45∶30。
本发明以有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物作为增韧剂，一方面，因为该增韧剂中所含的有机硅具有耐高温的特性，所以当该增韧剂添加入本发明的原料体系中后，能够使终产品聚酰胺聚碳酸酯合金材料获得较好的耐热性；另一方面，该增韧剂中的丙烯酸链段和SAN中的苯乙烯(Styrene，St)链段均与聚碳酸酯均具有较好的相容性，共混后可产生良好的界面作用，从而提高了相界面之间的粘接力。
[相容剂]
相容剂可以选自苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以为(4‐10)∶(12.5‐14)，还可以优选为2∶5。在苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)中，苯乙烯(Styrene，St)和马来酸酐(MAH)的重量份之比可以为(65‐95)∶(5‐35)，还可以优选为74∶26。
在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate，GMA)的接枝率可以为0.5‐5.5％，还可以优选为5％。
在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，ABS)中的丁二烯橡胶相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物总重量的40‐80％，还可以优选为占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物总重量的70％。
本发明同时添加苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)两种物质作为本发明的原料体系的相容剂，其原因如下：
(1)、同时加入ABS‐g‐GAM和SMA两种相容剂能够避免聚酰胺基体和聚碳酸酯基体在共混挤出过程中的氨基交换反应，从而避免了由于基体分子量的降低而导致的合金的性能的降低。
(2)、当同时加入ABS‐g‐GAM和SMA两种相容剂后，由于ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)链段与SMA中的苯乙烯(St)链段互溶，ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)链段与聚碳酸酯又具有较好的相容性；GAM中的环氧基团与聚碳酸酯能够发生化学反应；SMA中的酸酐官能团与聚碳酸酯中的酯基结构相近，故能与聚碳酸酯末端的‐OH发生化学反应以生成马来酸酐和聚碳酸酯的接枝物；SMA中的苯乙烯(St)链段与聚碳酸酯链段(PC链段)又具有一定程度上的互溶，因此，在两种相容剂的共同作用下，相容剂和基体在共混过程中发生了化学反应，从而显著降低了聚酰胺和聚碳酸酯的界面张力，使分散相(聚碳酸酯)在熔融过程中逐步细化和分散，最终得到分散相粒子充分细化、粒径分布小和分散性良好的共混物(即终产物聚酰胺聚碳酸酯合金材料)。
(3)、在熔融共混挤出过程中，SMA的酸酐基团与聚酰胺基体(如PA6等)的端氨基能够发生反应，进而生成环状酰亚胺基团，由此形成了SMA‐g‐PA6，该反应的发生能够有效地改善共混体系的相容性，增加了不同相之间界面的粘接，从而起到很好的相容作用。
总之，聚碳酸酯和聚酰胺为热力学不相容体系，为了增强二者之间的相容性，本发明采用同时加入两种反应性相容剂SAM和ABS‐g‐MAH来增加聚碳酸酯基体和聚酰胺基体的相容性，使这两种聚合物基体间的粘接力增大，并且使分散相(聚碳酸酯)均匀分布在连续相(聚酰胺)中，使共混体系最终形成具有宏观均匀微观相分离特征并且热力学稳定的相态结构。
[半芳香族聚酰胺纤维]
半芳香族聚酰胺纤维可以选自PA6T纤维、PA9T纤维、PA10T纤维、PA12T纤维和PA13T纤维中的任意一种或几种，其聚合度可以为30‐200，还可以优选为70‐160，还可以更优选为90，其长度可以优选为6mm并且其直径可以优选为10μm。
由于半芳香族聚酰胺在分子链中引入了芳香环，故具有良好的耐化学腐蚀性、较高的耐热性、较佳的力学性能和较低的吸水率，因此，本发明选择在原料体系(或共混体系)中加入半芳香族聚酰胺纤维作为增强材料，不仅能提高原料体系的耐热性能(能够适用于150℃以上的高温环境)、力学性能和耐腐蚀性能以及降低其吸水率，而且与聚酰胺之间的结合力也高于芳纶纤维和玻璃纤维，从而显著提高了原料体系的强度和模量，得到具有良好的综合性能的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。另外，相对芳纶纤维而言，采用半芳香族聚酰胺能够有效地降低成本；相对于玻璃纤维而言，所得的复合材料密度较小，能够实现轻量化的要求。
[助剂]
助剂包括0.1‐1.1重量份的抗氧剂和0.1‐1.5份的润滑剂。
抗氧剂可以为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的重量份之比可以为1∶1，例如，抗氧剂可以优选为β‐(3，5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2，4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)的混合物，β‐(3，5‐二叔丁基‐4‐羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2，4‐二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)的重量份之比可以为1∶1。
润滑剂可以为乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
综上，与现有技术相比，本发明以有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物作为增韧剂，以SMA和ABS‐g‐GMA作为相容剂，以半芳香族聚酰胺纤维为增强材料，得到了界面相容性良好、分散相尺寸细化、粒径分布小以及分散性能良好的高强度高抗冲的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
<聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制备方法>
上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制备方法包括如下步骤：
(1)、将5‐90份干燥的聚酰胺、10‐95份干燥的聚碳酸酯、1‐15份干燥的增韧剂、1.75‐17.5份干燥的相容剂和0.2‐2.6份助剂在高速混合机中混合5‐10min，得到预混料；
(2)、将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将15‐55份干燥的半芳香族聚酰胺纤维加入双螺杆挤出机的侧喂料料斗中，经双螺杆挤出机挤出、牵条和切粒，得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
其中，在步骤(1)中，干燥的聚酰胺、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韧剂和干燥的相容剂分别由聚酰胺、聚碳酸酯、增韧剂和相容剂在90‐110℃电热鼓风干燥箱中进行干燥所得。
在步骤(2)中，干燥的半芳香族聚酰胺纤维由半芳香族聚酰胺纤维在90‐110℃电热鼓风干燥箱中进行干燥所得。
在步骤(2)中，双螺杆挤出机的各区的温度可以在180‐280℃的范围内。在步骤(2)中，双螺杆挤出机的螺杆转速可以为100‐500r/min，还可以优选为260r/min。
<聚酰胺聚碳酸酯合金材料的应用>
本发明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可以用于制作电子电气产品的零部件，如可发热部件的辅助零件等。可发热部件的辅助零件包括汽车发动机或电机的罩壳等。
以下结合实施例和比较例对本发明作进一步的说明。
实施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比较例一至六的复合材料所含有的组分及其重量份如表1所示。
表1 实施例一至十二和比较例一至六的复合材料的组分含量对比表
其中，在上表1中，聚酰胺选自PA6，其相对黏度ηr＝2.5。
聚碳酸酯选自重均分子量为30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯。
增韧剂选自机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物，其中，有机硅、丙烯酸和SAN(苯乙烯‐腈丙烯腈共聚物)的重量份之比为25∶45∶30。
相容剂选自苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。其中，苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以分别为2：5、4：12.5和10：14。
在苯乙烯‐马来酸酐共聚物(SMA)中，两个共聚单体苯乙烯(Styrene，St)和马来酸酐(MAH)的重量份之比为74∶26。
在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，甲基丙烯酸缩水甘油酯(Glycidyl methacrylate，GMA)的接枝率为5％。
在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中，丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，ABS)中的丁二烯橡胶相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物总重量的70％。
实施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比较例一至六的复合材料的制备方法包括如下步骤。
(1)、将聚酰胺、聚碳酸酯、增韧剂、半芳香族聚酰胺纤维和相容剂分别在90‐110℃电热鼓风干燥箱中进行干燥，得到干燥的聚酰胺、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韧剂、干燥的半芳香族聚酰胺纤维和干燥的相容剂。
(2)、按照表1所示的各组分及其重量份称取干燥的聚酰胺(PA6)、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韧剂、干燥的相容剂(SMA和ABS‐g‐GMA)和助剂(1076、168和EBS)在高速混合机中混合5min，得到预混料；对于比较例中无需添加的组分，可以不称取；
(3)、将预混料加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将称取表1所示的干燥的半芳香族聚酰胺纤维(短切PA10T纤维，聚合度为90、长度为6mm并且直径为10μm)加入双螺杆挤出机的侧喂料料斗中，经双螺杆挤出机挤出、牵条和切粒，得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
其中，在步骤(3)中，双螺杆挤出机的温度为180‐280℃，螺杆转速为260r/min。
对实施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比较例一至六的复合材料进行性能测定，结果如表2所示。
表2 实施例一至十二和比较例一至六的复合材料的性能表
根据表1和表2的数据可知：
(1)、在上述的实施例中，实施例九为最佳实施例，以下结合比较例和实施例九对各组分的作用进行说明。实施例九所得的复合材料各项性能最好，其中拉伸强度达到了178MPa，弯曲强度为218MPa，悬臂梁缺口冲击强度为120KJ/m2，热变形温度达到了147℃。由此可知，实施例九所得的聚酰胺聚碳酸酯合金材料是一种具有高强度、超高韧性和较高的耐热温度的复合材料。
(2)、将比较例一与实施例九的复合材料相比较，由于比较例一没有添加增韧剂和相容剂，故所得的复合材料具有较低的拉伸强度和弯曲强度，其悬臂梁缺口冲击强度只有6KJ/m2，无法满足使用要求；而实施例九的复合材料的悬臂梁缺口冲击强度是比较例一的复合材料的20倍，已经达到了超韧级，提示实施例九所得的聚酰胺聚碳酸酯合金材料确实具有超高的韧性。
(3)、比较例一说明聚碳酸酯和聚酰胺为热力学不相容体系。
比较例二的原料体系中只加入8份的增韧剂而没有加入相容剂，由表2可知，虽然比较例二的复合材料的悬臂梁缺口冲击强度比比较例一的复合材料提高了5倍多，但是其拉伸强度和弯曲强度还是很低。
比较例三的原料体系中加入了增韧剂和相容剂SMA，而没有加入相容剂ABS‐g‐GMA，由表2可知，虽然比较例三的各项性能与比较例一和比较例二相比有所提高，但是提高的幅度不大。相对于实施例九而言，比较例三的复合材料性能不高的主要原因是未加入相容剂ABS‐g‐GMA。
比较例四的原料体系中加入了增韧剂和相容剂ABS‐g‐GMA，而没有加入相容剂SMA，由表2可知，相对于实施例九来说，比较例四的复合材料的各项性能提高幅度均不大的主要原因是未加入相容剂SAM。
比较例五的原料体系中同时加入了SMA和ABS‐g‐GMA两种相容剂，但是未加入增韧剂，由表2可知，虽然比较例五的复合材料的拉伸强度和弯曲强度基本上等于实施例九的复合材料，但是比较例五的复合材料的悬臂梁缺口强度只有65KJ/m2，远小于实施例九的复合材料的悬臂梁缺口强度，并且其热变形温度也低于实施例九的复合材料。
比较例六的原料体系中加入了增韧剂和相容剂，而没有用半芳香族聚酰胺纤维进行增强，由表2可知，虽然比较例六的复合材料的冲击强度和热变形温度较高，但是拉伸强度和弯曲强度过低，也不能满足需要。
通过上述分析可知：
(a)、本发明以有机硅/丙烯酸‐SAN核壳结构共聚物作为增韧剂，该增韧剂在加入到本发明的原料体系中后能够提高该原料体系的韧性和耐热性，原因是增韧剂中的丙烯酸链段和SAN中的苯乙烯(St)链段与聚碳酸酯均具有较好的相容性，共混后可产生良好的界面作用，从而提高了相界面的粘接力。
(b)、ABS‐g‐GAM和SMA两种可反应型相容剂缺一不可，在共混过程中起到了协同的作用。
首先，两种相容剂的同时加入能够避免聚酰胺和聚碳酸酯在共混挤出过程中的氨基交换反应，从而避免了由于基体分子量的降低(因为聚酰胺和聚碳酸酯两者发生反应，两者的分子量都会降低)而导致的合金性能的下降。
其次，由于ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)链段与SMA苯乙烯(St)链段互溶；ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)链段与聚碳酸酯具有较好的相容性；GAM中的环氧基团与聚碳酸酯能发生化学反应；SMA中酸酐官能团与聚碳酸酯中的酯基结构相近，能与聚碳酸酯末端的‐OH发生化学反应以生成马来酸酐和聚碳酸酯接枝物；SMA中的苯乙烯链段与PC链段又具有一定程度上的互溶，因此，通过两种相容剂的共同作用，在共混过程中发生了化学反应，从而显著降低了聚酰胺和聚碳酸酯界面张力，从而使分散相(聚碳酸酯)在熔融过程中的热剪切应力作用下被逐步细化和分散，最终得到分散相粒子充分细化、粒径分布小和分散性良好的共混物。
最后，在熔融共混挤出过程中，SMA的酸酐基团与PA6的端氨基反应生成环状酰亚胺基团，形成了SMA‐g‐PA6，进一步有效地改善了体系的相容性，增加了界面的粘接。
(c)、在聚酰胺基体、相容剂和增韧剂的共同作用下，半芳香族聚酰胺纤维与基体具有良好相容性，极大地提高了合金的强度，拓宽了合金使用的领域，所制备而成的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可广泛用于电子、电器、汽车零部件等领域。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：其生产原料含有以下组分并且每种组分的重量份如下：
所述聚酰胺选自PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010和PA612中的任意一种或几种；
所述聚酰胺的相对黏度为1.5-3.5；
所述聚碳酸酯为重均分子量为15000-45000g/mol的双酚A型聚碳酸酯；
所述增韧剂为有机硅/丙烯酸-SAN核壳结构共聚物，在所述有机硅/丙烯酸-SAN核壳结构共聚物中，有机硅、丙烯酸和SAN的重量份之比为25∶45∶30；
所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物；
在所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率为0.5-5.5％；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的丁二烯橡胶相的重量占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物总重量的40-80％；
所述半芳香族聚酰胺纤维选自聚合度为70-160、长度为6mm并且直径为10μm的短切PA10T纤维；
在所述相容剂中，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份之比为(4-10)∶(12.5-14)；
在所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中，苯乙烯和马来酸酐的重量份之比为(65-95)∶(5-35)。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述聚碳酸酯为重均分子量为30000g/mol的双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述聚酰胺的相对黏度为2.5。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：在所述相容剂中，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份之比为2∶5。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：在所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中，苯乙烯和马来酸酐的重量份之比为74∶26。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：在所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝率为5％。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：在所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的丁二烯橡胶相的重量占丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物总重量的70％。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为0.1-1.1重量份；所述润滑剂为0.1-1.5份。
9.根据权利要求8所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
10.根据权利要求8所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
11.根据权利要求9所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料，其特征在于：所述抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
12.一种制备如权利要求1至11中任一项所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、将5-90份聚酰胺、10-95份聚碳酸酯、1-15份增韧剂、1.75-17.5份相容剂和0.2-2.6份抗氧剂和润滑剂混合5-10min，得到预混料；
(2)、将所述预混料加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将15-55份半芳香族聚酰胺纤维加入所述双螺杆挤出机的侧喂料料斗中，经所述双螺杆挤出机挤出、牵条和切粒，得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述双螺杆挤出机的温度为180-280℃。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆转速为100-500r/min。
15.如权利要求1至11任一项所述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料在制备电子电器产品的零件中的应用。
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