CN107987504A - 耐高温易成型的pc/pctg材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑胶原料领域，具体涉及一种耐高温易成型的PC/PCTG材料及其制备方法，耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC 50‑70％；PCTG20‑60％；润滑剂0.05‑0.3％；抗氧剂0.2‑0.4％。本发明流动性高、加工成型性能好、且耐热性能好、机械强度高。
Description
技术领域
本发明涉及塑胶原料领域，特别是涉及耐高温易成型的PC/PCTG材料及其制备方法。
背景技术
PC即聚碳酸酯，是五大工程塑料中唯一透明材料。它拥有耐热，耐电等综合性能。同时，还具有抗冲击，尺寸稳定，阻燃等特点，广泛应用于玻璃装配业、汽车工业、电子电器等领域，特别是汽车工业中，PC车窗具有优良的抗冲击性能(比普通无机玻璃高250倍，比标准聚甲基丙烯酸甲酯玻璃板材高30多倍)，质量轻，透光度、隔音性、隔热性好、性价比高，可化学修饰和物理改性潜力大等优点，广泛应用于玻璃装配业、汽车工业、电子电器、机械零部件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等领域。
随着市场竞争的日益激烈，各行各业对PC各方面的性能提出了更高的要求。例如，当PC材料用于3C行业时，一方面，随着消费者的喜好，导致3C产品形态各异，但PC材料流动性差、加工成型性能有待提高，特别是用于成型厚壁透明制品时，不能按照设计者的意图进行任意形状的设计，第二方面，由于PC不易加工，二次加工性能差，成品率低，耐化学性差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种流动性高、加工成型性能好、且耐热性能好、机械强度高的耐高温易成型的PC/PCTG材料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案是：耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC 50-70％；PCTG20-60％；润滑剂0.05-0.3％；抗氧剂0.2-0.4％。
对上述技术方案的进一步改进为，所述PC为双酚A型聚碳酸酯。
对上述技术方案的进一步改进为，所述PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。
对上述技术方案的进一步改进为，所述润滑剂为E蜡、硬脂酸钙或聚乙烯蜡中的一种或多种。
对上述技术方案的进一步改进为，所述抗氧剂为质量比为1：2的受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。
对上述技术方案的进一步改进为，由以下组分按质量百分比组成：PC66.5％；PCTG33.1％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
耐高温易成型的PC/PCTG材料的制备方法，包括以下步骤，a、称取重量份的PC、PCTG、润滑剂、抗氧剂，干燥、备用；b、将步骤a中的各组分原料置于高速分散机中高速分散；c、将步骤b中分散后的原料于螺杆挤出机挤出成型、得到PC/PCTG料条；d、对步骤c中的料条进行冷却、风干，风干后对料条进行收卷，收卷后置于真空烘箱再次干燥，得到耐高温易成型的PC/PCTG材料颗粒。
对上述技术方案的进一步改进为，步骤b中，高速分散机的转速为1500～2000r/min，高速分散时间为20～30min；步骤c中，螺杆挤出机，一区温度为180-200℃，二区温度为230-245℃，三区温度为230-245℃，四区温度为230-245℃，五区温度为230-245℃，六区温度为220-230℃，七区温度为220-230℃，八区温度为220-230℃，机头温度为230-250℃，螺杆转速为360-450转/分钟，熔体压力为5-10Mpa；步骤d中，冷却时采用60～70℃度循环水冷，风干时采用室温风干，真空烘箱干燥时温度为60～80℃，烘干时间为8～10h。
本发明的有益效果为：
1、一方面，本发明通过PCTG对PC进行改性，克服了PC流动性、不易加工成型的缺点，使得PC/PCTG复合材料具有较高的流动性、易于加工成型，且具有耐高温、机械强度高等优点，能广泛应用于电子产品，特别适宜成型厚壁透明制品，其加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状的设计，可能采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，可以广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场，同时其二次加工性能优良，成型周期短，成品率更高，耐化学性好。第二方面，设置润滑剂，进一步改善复合材料的流动性、减少摩擦，从而进一步改善了PC/PCTG材料的流动性和加工性能，使得PC/PCTG材料成型性好、适用范围广。第三方面，添加有抗氧剂，防止复合材料在高温下氧化，进一步提升了复合材料的耐高温性能。
2、PC为双酚A型聚碳酸酯，PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，双酚A型聚碳酸酯具有较好的机械强度、优异的耐热性能、耐冲击强度高等优点，在很宽范围(15～130℃)内有良好的力学性能，一方面能提高复合材料的耐高温性，第二方面，其中的羟苯基能更好的和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯结合，加入细微的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，可将PC的流动性提高5倍以上，进一步提高了复合材料的流动性、加工成型性。
3、润滑剂为E蜡、硬脂酸钙或聚乙烯蜡中的一种或多种，优选为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡能与双酚A型聚碳酸酯较好的结合，改善双酚A型聚碳酸酯分子间的内部摩擦力，从而进一步提高复合材料的加工成型性能。
4、抗氧剂为质量比为1：2的受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物，将抗氧剂1076和抗氧剂168结合使用，二者之间能起到协同作用，抗热氧老化能力强，提高了复合材料的热稳定性，有利于复合材料各项理化性能的发挥。
5、耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC66.5％；PCTG33.1％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。本配方中，PC与PCTG的质量比为2:1，此时PCTG对PC的改性效果最好，若PCTG含量过高，会导致复合材料的耐高温性能降低，若PCTG含量过少，对PC改性效果差，部分PC分子没有相应的PCTG结合，导致流动性差，加工成型性差。
6、耐高温易成型的PC/PCTG材料的制备方法，工艺简单，工艺参数易于控制，使得制备的PC/PCTG材料力学性能好、耐高温性好、流动性好、易于加工成型。冷却后，先风干再真空烘箱烘干，能彻底除去料条上的水分，防止切粒后颗粒之间的黏连。在挤出成型前，通过高速分散机对组分进行分散，使得各组分混合均匀，提高了本发明的稳定性。
7、步骤b中，高速分散机的转速为1500～2000r/min，高速分散时间为20～30min；若转速太高，会破坏PC和PCTG的高分子链结构，使得改性效果差，若转速太低，又不能使组分之间混合均匀。步骤c中，螺杆挤出机，一区温度为180-200℃，优选为190℃，二区温度为230-245℃，优选为235℃，三区温度为230-245℃，优选为240℃，四区温度为230-245℃，优选为240℃，五区温度为230-245℃，优选为240℃，六区温度为220-230℃，优选为225℃，七区温度为220-230℃，优选为225℃，八区温度为220-230℃，优选为225℃，机头温度为230-250℃，优选为240℃，螺杆转速为360-450转/分钟，优选为400转/分钟，熔体压力为5-10Mpa，优选为8Mpa；挤出成型速度快，成型效果好，且能防止温度过高造成PC或PCTG高温分解。步骤d中，冷却时采用60～70℃度循环水冷，风干时采用室温风干，真空烘箱干燥时温度为60～80℃，烘干时间为8～10h，干燥效果好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC 70％；PCTG29.6％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
实施例二
耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC66.5％；PCTG33.1％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
实施例三
耐高温易成型的PC/PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PC60％；PCTG39.6％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
对照组一
耐高温易成型的PC材料，由以下组分按质量百分比组成：PC99.5％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
对照组二
耐高温易成型的PCTG材料，由以下组分按质量百分比组成：PCTG99.5％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
以上各实施例，PC为双酚A型聚碳酸酯，PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，润滑剂为聚乙烯蜡，抗氧剂为质量比为1：2的受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。
耐高温易成型的PC/PCTG材料的制备方法为，a、称取重量份的PC、PCTG、润滑剂、抗氧剂，干燥、备用；b、将步骤a中的各组分原料置于高速分散机中高速分散；c、将步骤b中分散后的原料于螺杆挤出机挤出成型、得到耐磨阻燃抗菌PC料条；d、对步骤c中的料条进行冷却、风干，风干后对料条进行收卷，收卷后置于真空烘箱再次干燥，得到耐高温易成型的PC/PCTG颗粒。
步骤b中，高速分散机的转速为1800r/min，高速分散时间为25min。步骤c中，螺杆挤出机，一区温度优选为190℃，二区温度优选为235℃，三区温度优选为240℃，四区温度优选为240℃，五区温度优选为240℃，六区温度优选为225℃，七区温度优选为225℃，八区温度优选为225℃，机头温度优选为240℃，螺杆转速优选为400转/分钟，熔体压力优选为8Mpa。步骤d中，冷却时采用65℃度循环水冷，风干时采用室温风干，真空烘箱干燥时温度为70℃，烘干时间为10h。
对实施例一、二、三和对照组的耐高温易成型的PC/PCTG材料进行理化性能测试，测试结果如表1所示。
由表(1)可知，一方面，在各类加工助剂存在的情况下，通过PC与PCTG共混，得到的PC/PCTG材料，力学性能好，熔融指数高，机械强度高、耐高温性好、加工成型性好，可适用于制造形态各异的电子产品，适用范围广。第二方面，从实施例一、实施例二和实施例三可看出，PC与PCTG共混，当二者质量比接近2:1时，得到的复合材料各项理化性能最好，这是由于随着PCTG的加入，PC的力学性能逐渐改善，当加入到一定量时，混合物中的PC全部与PCTG结合，此时再增加PCTG，会导致PCTG游离存在，复合材料力学性能降低，因此，当PC与PCTG质量比为5:1时，此时复合材料性能最好。
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本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 (8)
1.耐高温易成型的PC/PCTG材料，其特征在于：由以下组分按质量百分比组成：PC 50-70％；PCTG20-60％；润滑剂0.05-0.3％；抗氧剂0.2-0.4％。
2.根据权利要求1所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料及其制备方法，其特征在于：所述PC为双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料，其特征在于：所述PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。
4.根据权利要求3所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料，其特征在于：所述润滑剂为E蜡、硬脂酸钙或聚乙烯蜡中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料，其特征在于：所述抗氧剂为质量比为1：2的受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。
6.根据权利要求5所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料，其特征在于：由以下组分按质量百分比组成：PC66.5％；PCTG33.1％；润滑剂0.1％；抗氧剂0.3％。
7.耐高温易成型的PC/PCTG材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，a、称取重量份的PC、PCTG、润滑剂、抗氧剂，干燥、备用；b、将步骤a中的各组分原料置于高速分散机中高速分散；c、将步骤b中分散后的原料于螺杆挤出机挤出成型、得到PC/PCTG料条；d、对步骤c中的料条进行冷却、风干，风干后对料条进行收卷，收卷后置于真空烘箱再次干燥，得到耐高温易成型的PC/PCTG材料颗粒。
8.根据权利要求7所述的耐高温易成型的PC/PCTG材料的制备方法，其特征在于：步骤b中，高速分散机的转速为1500～2000r/min，高速分散时间为20～30min；步骤c中，螺杆挤出机，一区温度为180-200℃，二区温度为230-245℃，三区温度为230-245℃，四区温度为230-245℃，五区温度为230-245℃，六区温度为220-230℃，七区温度为220-230℃，八区温度为220-230℃，机头温度为230-250℃，螺杆转速为360-450转/分钟，熔体压力为5-10Mpa；步骤d中，冷却时采用60～70℃度循环水冷，风干时采用室温风干，真空烘箱干燥时温度为60～80℃，烘干时间为8～10h。
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