CN108530861A - 一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于塑料改性的技术领域，提供了一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法。该方法通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯实现对聚碳酸酯的改性，提高表面光泽度，同时添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，提高制品柔韧性，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。与传统方法相比，本发明的制备的聚碳酸酯，通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯形成的粒子变细且均匀，因此制备出的塑料制品光泽度相应提高，并且通过添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，使得制备的塑料制品柔韧性得到大幅度提高表现出更高的光泽度在塑料制品领域，具有极好的应用前景。

Description

一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法

技术领域

本发明属于塑料改性的技术领域，提供了一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（简称PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。而且，聚碳酸酯具有突出的抗冲击性、耐蠕变性能，较高的拉伸强度，较强的耐热性和耐寒性，介电性能优良，有极好的颜色和尺寸稳定性，透光性能好，可见光的透过率超过 90%由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。

近年来，聚碳酸酯的应用领域不断拓展，由于生产工艺和技术的提高，聚碳酸酯材料在性能完善和个性化设计方面取得了更快的进展，PC制品的应用已渗透到建筑、医学、服装、光盘片、汽车材料、建筑材料、包装材料、宽波透光的光学器械等行业之中，正在迅速改善和提升着人们的生活质量。

目前PC广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域。然而，PC的表面硬度和光泽度不足，限制了其进一步拓宽应用领域。近年由于电子电器行业对电器的塑料外壳的美观要求越来越高，要求塑料部件具有较高的光泽度和较高的表面硬度从而具备抗划伤的性能。因此赋予PC较高的柔韧性度和光泽度是十分有必要的。

目前国内外在聚碳酸酯制备技术，尤其是改性聚碳酸酯方面已取得了一定成效。其中谢绪金发明了一种聚碳酸酯工程塑料（中国发明专利申请号201710278817.9），由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯25份~30份、石油树脂5份~8份、氢化松香1份~5份、二氧化硅2份~4份、二氧化硫脲5份~10份、明胶5份~10份、水泥0.5份~1份、聚乙二醇1份~5份、玻璃纤维0.4份~0.8份、无卤阻燃剂2份~5份、颜料1份~5份以及硼酸0.01份~0.05份；该发明主要在通过加入石油树脂、氢化松香、二氧化硫脲、明胶、水泥、聚乙二醇、玻璃纤维以及硼酸，从而有效的提高聚碳酸酯工程塑料衬的尺寸稳定性、耐热性、耐腐蚀性性能。另外，王娟发明了一种聚碳酸酯塑料（中国发明专利申请号201510487109.7），按照质量份数计包括以下组分：聚碳酸酯45~60份，木质磺酸钙盐5~12份，羧甲基纤维素钠12~18份，硬脂酸钙3~9份，三氧化二锑2.5~3.6份，松香甘油酯2.5~3.8份，玻璃纤维4.2~6.8份、糖醇树脂4~10份，乙二胺四乙酸二钠15~25份；采用上述配方后，该发明的聚碳酸酯塑料，具有良好的耐磨性，同时耐热、耐候性也较好；另外，该发明的成分成本低，易于获得，工艺简单，便于推广应用。

可见，现有技术中的聚碳酸酯工程塑料存在表面柔韧性和光泽度不足等缺点，阻碍了聚碳酸酯的进一步发展和应用。

发明内容

针对这种情况，我们提出一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法，显著提高了聚碳酸酯塑料的表面光泽度，并且柔韧性好，应用前景广阔。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯实现对聚碳酸酯的改性，提高表面光泽度，同时添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，提高制品柔韧性，从而制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯，制备的具体步骤如下：

（1）将聚碳酸酯、硫酸钡、松香、分散剂、去离子水加入研磨机中研磨；

（2）采用氨水调节反应体系的pH值至8~9，反应2~3h后，进行抽滤、洗涤、干燥，制得改性的聚碳酸酯；

（3）将步骤（2）制得的改性聚碳酸酯与二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

优选的，步骤（1）所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。

优选的，步骤（1）所述松香为脂松香、木松香、浮油松香中的至少一种。

优选的，步骤（1）所述分散剂为分散剂op-10、分散剂os、分散剂tx-100、分散剂em90、分散剂lae-9中的至少一种。

优选的，步骤（1）所述研磨机的速度为130~160r/min，时间为15~30min。

优选的，步骤（2）所述干燥为真空干燥，温度为70~90℃，时间为12~18h。

优选的，步骤（3）所述挤出过程的温度设置为，输送段220~230℃、熔融段240~250℃、均化段230~240℃。

优选的，所述各原料的重量份为，聚碳酸酯46~65重量份、硫酸钡10~15重量份、松香20~30重量份、分散剂0.8~1.6重量份、二甲基二甲氧基硅烷4~7重量份。

松香是松树分泌出来的黏稠液体经蒸馏而得到的一种天然树脂，其颜色由微黄色至棕红色，是一种透明、脆性的固体物质。松香主要组成是树脂酸，其余为脂肪酸和中性物，其中树脂酸具有1个三环菲骨架含有2个双键的一元羧酸，也有结构不同的湿地松酸和含有2个羧基的南亚松酸，其具有共轭双键，易受热或酸的作用而异构化，易氧化，在紫外线区域内，显示出强吸收光谱，表现出良好的色泽，通过与硫酸钡复合用于塑料改性，可显著提高其光泽度，并且其与塑料共聚形成的粒子细且均匀，润湿性好，涂膜光滑平整，燥后均匀致密，凸显出良好光泽性。二甲基二甲氧基硅烷，主要用在有机硅树脂作改性剂，有机硅混炼胶结构控制剂和扩链剂，是性能优异的塑料增韧剂。

本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯。

该方法通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯研磨改性，提高表面光泽度，同时添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，提高制品柔韧性，从而制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。与传统方法相比，本发明的制备的聚碳酸酯，通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯形成的粒子变细且均匀，干燥后均匀致密，因此制备出的塑料制品光泽度相应提高，并且通过添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，使得制备的塑料制品柔韧性得到大幅度提高表现出更高的光泽度在塑料制品领域，具有极好的应用前景。

本发明提供了一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1.本发明制备的聚碳酸酯，在塑料制品领域应用前景好。

2.本发明的制备方法，通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯研磨改性，形成粒子变细且均匀，干燥后均匀致密，因此制备出的塑料制品光泽度相应提高，表现出更高的光泽度。

3.本发明的制备方法，通过添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，使得制备的塑料制品柔韧性得到大幅度提高。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

将54.7kg双酚A型聚碳酸酯、13kg硫酸钡、26kg脂松香、1kg分散剂op-10、去离子水加入研磨机中，以150r/min的转速搅拌22min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至8，反应3h后，进行抽滤、洗涤，在82℃下真空干燥15h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与5kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段225℃、熔融段245℃、均化段235℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法：

将本发明制得的聚碳酸酯制成边长为100mm，厚度为5mm的试样，采用通用型60°镜面光泽度仪LS192来测定塑料制品表面的镜面光泽度，进行5次测试，求得平均值；

将本发明制得的聚碳酸酯制成边长为100mm，厚度为6mm的试样，在25℃下，测定洛氏硬度。

所得数据如表1所示。

实施例2

将65kg双酚A型聚碳酸酯、10kg硫酸钡、20kg木松香、0.8kg分散剂os、去离子水85kg加入研磨机中，以130r/min的转速搅拌30min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至8，反应2h后，进行抽滤、洗涤，在70℃下真空干燥18h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与4kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段220℃、熔融段240℃、均化段230℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

实施例3

将46kg双酚A型聚碳酸酯、15kg硫酸钡、30kg浮油松香、1.6kg分散剂tx-100、去离子水80kg加入研磨机中，以160r/min的转速搅拌15min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至9，反应2h后，进行抽滤、洗涤，在90℃下真空干燥12h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与7kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段230℃、熔融段250℃、均化段240℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

实施例4

将56.9kg双酚A型聚碳酸酯、11kg硫酸钡、22kg脂松香、0.9kg分散剂em90、去离子水90kg加入研磨机中，以140r/min的转速搅拌28min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至9，反应3h后，进行抽滤、洗涤，在75℃下真空干燥16h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与6kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段220℃、熔融段240℃、均化段230℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

实施例5

将50.3kg双酚A型聚碳酸酯、14kg硫酸钡、28kg木松香、1.3kg分散剂lae-9、去离子水适量加入研磨机中，以150r/min的转速搅拌18min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至9，反应2h后，进行抽滤、洗涤，在85℃下真空干燥14h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与6kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段230℃、熔融段250℃、均化段240℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

实施例6

将55.5kg双酚A型聚碳酸酯、12kg硫酸钡、25kg浮油松香、1.2kg分散剂op-10、去离子水80kg加入研磨机中，以145r/min的转速搅拌20min；然后采用氨水调节反应体系的pH值至8，反应3h后，进行抽滤、洗涤，在80℃下真空干燥15h，制得改性的聚碳酸酯；然后将改性聚碳酸酯与6kg二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，输送段225℃、熔融段245℃、均化段235℃，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

对比例1

未采用松香、留硫酸钡与聚碳酸酯进行改性，其他制备条件与实施例6一致。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

对比例2

未添加二甲基二甲氧基硅烷，其他制备条件与实施例6一致。

测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。

表1：

性能指标	60°光泽度	洛氏硬度
			实施例1	123	187
实施例2	125	188
			实施例3	127	192
实施例4	123	189
			实施例5	125	190
实施例6	124	189
			对比例1	76	120
对比例2	112	152
			未改性双酚A型聚碳酸酯	66	112

Claims (9)

1.一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，通过松香、硫酸钡与聚碳酸酯实现对聚碳酸酯的改性，提高表面光泽度，同时添加二甲基二甲氧基硅烷作为柔韧剂，提高制品柔韧性，从而制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯，制备的具体步骤如下：

（1）将聚碳酸酯、硫酸钡、松香、分散剂、去离子水加入研磨机中研磨；

（2）采用氨水调节反应体系的pH值至8~9，反应2~3h后，进行抽滤、洗涤、干燥，制得改性的聚碳酸酯；

（3）将步骤（2）制得的改性聚碳酸酯与二甲基二甲氧基硅烷混合均匀，进行加热挤出、牵引、造粒，制得具有高柔韧性与高光泽度的聚碳酸酯。

2.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述松香为脂松香、木松香、浮油松香中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述分散剂为分散剂op-10、分散剂os、分散剂tx-100、分散剂em90、分散剂lae-9中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述研磨机的研磨速度为130~160r/min，时间为15~30min。

6.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述干燥为真空干燥，温度为70~90℃，时间为12~18h。

7.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述挤出过程的温度设置为，输送段220~230℃、熔融段240~250℃、均化段230~240℃。

8.根据权利要求1所述一种用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：所述各原料的重量份为，聚碳酸酯46~65重量份、硫酸钡10~15重量份、松香20~30重量份、分散剂0.8~1.6重量份、二甲基二甲氧基硅烷4~7重量份。

9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的用于高光泽度塑料制品的聚碳酸酯。