CN107286620B - 一种合金复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种合金复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种合金复合材料及其制备方法，所述合金复合材料按重量份包括如下组分：PC树脂60～70份；PBT树脂27.1～34份；增韧剂2～3份；增韧相容剂0.1～1份；热稳定剂0.3～1份；润滑剂0.5～1份。本发明的技术方案，采用中高黏度PC，中黏度PBT，加增韧剂、增韧相容剂，热稳定剂、润滑剂等助剂对普通PC、PBT进行改性处理；其中添加增韧剂和增韧相容剂可大幅度提高合金材料的缺口冲击强度和断裂伸长率；热稳定剂可抑制制品不发黄；润滑剂使加工顺畅和制品表面光洁；上述助剂均为市售商品，无需特殊制备或处理，降低了生产成本。

Description

一种合金复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种合金复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是日常常见的一种工程塑料，无色透明和优异的抗冲击性。其缺陷是熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)也是一种常见的工程塑料。最常见的PC/PBT被广泛用在家用电器、汽车配件领域。它们具有共同的优点：有较高的韧性，良好的耐化学腐蚀性能，成型后的制品表面光亮，能耐140℃左右的高温。
常见的PC/PBT合金目前主要使用沙特SABIC公司5220U，日本帝人公司的G3310M。但这两种合金复合材料的生产工艺较为特殊，成本也相对较高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种合金复合材料及其制备方法，旨在低成本提高合金复合材料的韧性。
为实现上述目的，本发明提出的合金复合材料按重量份包括如下组分：
可选的，所述PC树脂为中粘或高粘聚碳酸酯。
可选的，所述PBT树脂为中粘或高粘PBT树脂。
可选的，所述增韧剂为乙烯-a烯烃共聚物。
可选的，所述增韧相容剂为带有环氧基团的有机硅。
可选的，所述热稳定剂为N，N'-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
可选的，所述润滑剂为脂肪酸酰胺。
此外，为了实现上述目的，本发明还提出一种合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配比的重量份称取PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂；
(2)将称取的PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在搅拌机中混合均匀；经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
可选的，所述步骤(2)的具体步骤包括：
将PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在中速混合器中混合3-7分钟；再经过双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为180～260℃，二区温度为180～260℃，三区温度为180～260℃，四区温度为180～260℃，五区温度为180～260℃，六区温度为180～260℃，七区温度为180～260℃，八区温度为180～260℃，混合料在螺杆中输送时间为30～60秒钟。
本发明的技术方案，采用中高黏度PC，中黏度PBT，加增韧剂、增韧相容剂，热稳定剂、润滑剂等助剂对普通PC、PBT进行改性处理；其中添加增韧剂和增韧相容剂可大幅度提高合金材料的缺口冲击强度和断裂伸长率；热稳定剂可抑制制品不发黄；润滑剂使加工顺畅和制品表面光洁；上述助剂均为市售商品，无需特殊制备或处理，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明合金复合材料制备方法一实施例的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出一种合金复合材料及其制备方法。
所述合金复合材料按重量份包括如下组分：
其中，所述PC树脂为中粘或高粘聚碳酸酯，分子量为25000至30000之间，具体比如，日本出光化学生产的IR2500。中高粘度的PC树脂相比中低粘度的PC树脂，具有缺口冲击强度较大的特性。
所述PBT树脂为中粘或高粘PBT树脂，具体比如，南通星晨生产的1100A。选择中黏度PBT是根据PC的黏度来定，中高黏度的PC和中黏度的PBT相容性好。
所述增韧剂为乙烯-a烯烃共聚物，具体比如，杜邦公司生产的1125AC。但1125AC的增韧剂效果较差，且需要添加的份量较大。而SABIC公司选择的3691A添加量是10％左右。
所述增韧相容剂为带有环氧基团的有机硅，具体比如，德固赛公司的6440P。带有环氧基团的物质能抑制PC和PBT发生酯交换反应，增加PC、PBT的相容性，有机硅增韧剂也能大幅度提高PC/PBT的韧性。
所述热稳定剂为N，N'-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，具体比如，汽巴精化(CIBA)生产的GX2921。
所述润滑剂为脂肪酸酰胺(TAF)，具体比如，国产的EBS。
进一步的，如图1所示，所述合金复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按配比的重量份称取PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂；
步骤2，将称取的PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在搅拌机中混合均匀；经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。具体的，将PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在中速混合器中混合3-7分钟；再经过双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为180～260℃，二区温度为180～260℃，三区温度为180～260℃，四区温度为180～260℃，五区温度为180～260℃，六区温度为180～260℃，七区温度为180～260℃，八区温度为180～260℃，混合料在螺杆中输送时间为30～60秒钟。
下面通过几个具体实施例对本发明进一步说明：
实施例1
将PC树脂(IR2500)重量百分比为62％，PBT树脂(1100A)34％，增韧剂(1125AC)3％，增韧相容剂(6440P)0.3％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟；经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例2
将PC树脂(IR2500)重量百分比为67％，PBT树脂(1100A)29％，增韧剂(1125AC)3％，增韧相容剂(6440P)0.3％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例3
将PC树脂(IR2500)重量百分比为70％，PBT树脂(1100A)26％，增韧剂(1125AC)3％，增韧相容剂(6440P)0.3％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例4
将PC树脂(IR2500)重量百分比为70％，PBT树脂(1100A)27％，增韧剂(1125AC)2％，增韧相容剂(6440P)0.3％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例5
将PC树脂(IR2500)重量百分比为70％，PBT树脂(1100A)26.5％，增韧剂(1125AC)2.5％，增韧相容剂(6440P)0.3％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例6
将PC树脂(IR2500)重量百分比为70％，PBT树脂(1100A)26.1％，增韧剂(1125AC)2.5％，增韧相容剂(6440P)0.7％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例7
将PC树脂(IR2500)重量百分比为65％，PBT树脂(1100A)31.1％，增韧剂(1125AC)2.5％，增韧相容剂(6440P)0.7％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
实施例8
将PC树脂(IR2500)重量百分比为70％，PBT树脂(1100A)25.8％，增韧剂(1125AC)2.5％，增韧相容剂(6440P)1％，热稳定剂(GX2921)0.3％，润滑剂(TAF)0.4％，在搅拌机中混合5分钟，经过熔融温度为200-260℃双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机一区温度为240℃，二区温度为245℃，三区温度为245℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为235℃，七区温度为235℃，八区温度为235℃，混合料在螺杆中输送时间为60秒钟。
性能评价方式及实行标准
将上述8个实施例完成造粒的粒子在130-150℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70～100℃之间。
拉伸强度按GB/T1040标准进行检验，试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB/T9341标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；缺口冲击强度按GB/T1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；热变形温度按GB/T1634.2标准进行检验,负载为1.80MPa跨距为100mm。
表1，实施例1-8中合金复合材料的原料组分表
表2，实施例1-8制成的合金复合材料的性能表
在本实施例中使用了德固赛公司生产的6440P反应型硅酮添加剂，一般是用做润滑剂使用，可是也可以作为增韧相容剂使用，因为其含有机硅，既可以增韧PC树脂，也可以增韧PBT树脂，也不能大量添加，大量添加时其润滑剂成分会使双螺杆打滑，影响材料塑化，缺口冲击强度反而下降，看实施例8的数据就可以得知。
综合上面的数据，实施例6数据最好.为本发明的核心数据。
本发明的技术方案，采用中高黏度PC，中黏度PBT，加增韧剂、增韧相容剂，热稳定剂、润滑剂等助剂对普通PC、PBT进行改性处理；其中添加增韧剂和增韧相容剂可大幅度提高合金材料的缺口冲击强度和断裂伸长率；热稳定剂可抑制制品不发黄；润滑剂使加工顺畅和制品表面光洁；上述助剂均为市售商品，无需特殊制备或处理，降低了生产成本，使制得的产品极具竞争优势；本发明制备生产工艺简单可控，生产易操作。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种合金复合材料，其特征在于，所述合金复合材料按重量份包括如下组分：
所述增韧相容剂为带有环氧基团的有机硅。
2.如权利要求1所述的合金复合材料，其特征在于，所述增韧剂为乙烯-α 烯烃共聚物。
3.如权利要求1所述的合金复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为N，N'-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
4.如权利要求1所述的合金复合材料，其特征在于，所述润滑剂为脂肪酸酰胺。
5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按配比的重量份称取PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂；
(2)将称取的PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在搅拌机中混合均匀；经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
6.如权利要求5所述的合金复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体步骤包括：
将PC树脂、PBT树脂、增韧剂、增韧相容剂、热稳定剂、润滑剂在中速混合器中混合3-7分钟；再经过双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为180～260℃，二区温度为180～260℃，三区温度为180～260℃，四区温度为180～260℃，五区温度为180～260℃，六区温度为180～260℃，七区温度为180～260℃，八区温度为180～260℃，混合料在螺杆中输送时间为30～60秒钟。
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GR01 Patent grant
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