CN108976747A - 一种透明的高硬度pc组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透明的高硬度PC组合物及其制备方法。其包括，按重量份数计，聚碳酸酯树脂40～50份，聚酯共聚物15～40份，苯乙烯共聚物10～49份，稳定剂0.02～1份。本发明有效解决了现有技术中PC与PMMA合金相容性差、韧性差、不透明有珠光现象的问题。本发明具有相当简单的制备工艺，原材料来源广，与现有体系相比具有成本优势，利于产业化。本发明制备的高硬度PC组合物相比于现有技术，具有更高的透明性、更好的力学性能、更好的表面硬度、及更好的可加工窗口。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种透明的高硬度PC组合物及其制备方法。
背景技术
传统的聚碳酸酯具有良好的冲击性能，韧性也很好，同时又拥有可以媲美玻璃的高透光率，其在汽车灯罩、光学透镜、手机外壳、护目镜等方面有着广泛的应用。但是PC表面硬度不高，耐磨损性比较差，颜色也容易发黄。目前业内主要通过对PC进行表面涂层处理和添加PMMA或者耐刮擦剂，但是PMMA树脂本身并不具备良好的冲击与耐温性能，相容性也不好，需要额外添加增韧剂等才能达到相应的使用性能要求，这样不但成本高，生产工艺也相对麻烦，还影响材料的透明性，在广泛使用方面有局限性。另外，从环保角度上说，其也不利于回收再利用，不符环保绿色主题。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。
因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种透明的高硬度PC组合物。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种透明的高硬度PC组合物，其包括，按重量份数计，
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述聚碳酸酯树脂包括普通双酚A型聚碳酸酯或其引入第三单体后形成的共聚物，所述聚碳酸酯树脂折射率为1.56～1.59，透明度≥88，所述第三单体包括如下任一分子式：
其中，
(1)为有二甲基硅氧烷的预聚体，其中x在2～99之间；
(2)为脂肪族的二元羧酸，其中-CH2数量y≥5；
(3)为具有一定聚合度的聚甲基丙烯酸甲酯，n在2～40之间；
(4)为带有环己烷的双酚A单体；
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述聚酯共聚物包括聚对苯二甲酸-乙二醇共聚物，聚对苯二甲酸-1,4-环己烷共聚物，其树脂的透明度大于70％，折射率1.56-1.58，特征粘度为0.6-1.0。
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述聚酯共聚物包括聚对苯二甲酸-乙二醇共聚物，聚对苯二甲酸-1,4-环己烷共聚物，其树脂折射率与权利要求2所述的聚碳酸酯树脂的折射率之差≤0.02。
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述苯乙烯共聚物，包括苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物，其树脂的透明度大于70％，折射率大于1.55。
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述苯乙烯共聚物，包括苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物，其树脂的折射率与权利要求2中PC树脂的折射率之差≤0.3。
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的一种优选方案，其中：所述稳定剂，包括磷酸二氢钠、硫代二羧酸酯类、受阻酚类、有机亚磷酸酯类、双酚单丙烯酸酯类、芳胺类、芳族磷酸酯、磷酸二氢钙、磷酸二氢锌、亚磷酸三苯酯、季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类或苯亚甲酸酯类中的至少一种。
作为本发明的另一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供权利要求1～7任一所述的透明的高硬度PC组合物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：权利要求1～7任一所述的透明的高硬度PC组合物的制备方法，其特征在于：包括，
混匀：将所述聚碳酸酯树脂、所述聚酯共聚物、所述苯乙烯共聚物、所述稳定剂混合均匀；
挤出：混匀后，投入挤出机挤出。
作为本发明所述透明的高硬度PC组合物的制备方法的一种优选方案：所述挤出，包括，混匀后，投入双螺杆挤出机中共混，得到熔体,进行挤出，得到所述透明的高硬度PC组合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆的长径比为40～64，螺杆转速为350～600rpm，挤出温度为200～270℃。
本发明的有益效果：本发明有效解决了现有技术中PC与PMMA合金相容性差、韧性差、不透明有珠光现象的问题。本发明具有相当简单的制备工艺，原材料来源广，与现有体系相比具有成本优势，利于产业化。本发明制备的高硬度PC组合物相比于现有技术，具有更高的透明性、更好的力学性能、更好的表面硬度、及更好的可加工窗口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明透明的高硬度PC组合物的各成分配比及性能测试如表1所示：
表1本发明透明的高硬度PC组合物的各成分配比及性能测试
本发明PC组合物的各成分配比及性能测试的对比例如表2所示：
表2对比例及其性能测试
以上实施例和对比例中相关测试的说明：
性能测试：
铅笔硬度：按照GB/T 6739-1996测试；负重1KG；
透明度：按照ASTM D1003测试；
冲击强度：按照GB/T 1843-2008测试；
表面硬度：GB/T230.2
雾度：按照ASTM D1003测试
热变形温度：按照GB/T 1634-1979测试；
本发明PC组合物的制备方法：
首先按表1各实施例和对比例的组分和含量进行备料，随后放入高混机中搅拌混合转速频率：2～10HZ，时间：3～5min，然后投入双螺杆挤出机进行共混挤出，得到一种透明的高硬度PC组合物。其中，双螺杆挤出机的螺杆的长径比为40～64，螺杆转速为350～600rpm，挤出温度为200～270℃。
将各实施例与对比例制得的组合物注塑成国标样条与1mm厚度的高透色板，分别测试各个组合物的缺口冲击强度、热变形温度和透明度、雾度、洛氏硬度、铅笔硬度(负重1KG)。测试结果如表1与表2。(表1为粒子干混；表2为挤出造粒)
表1实验方法：将各经过挤出造粒的实验组的粒子在80～100℃下干燥4～6小时后，分别投入注塑机注塑成型，注塑温度240～275℃。
表2实验方法为粒子干混：将实验组的各组分在80～100℃下干燥4～6小时后，按照表1配好料后，投入高混机中搅拌混合，转速频率：2～8HZ，时间2～3min，随后将预混好的物料投入注塑机注塑，注塑温度240～275℃。
本发明有效解决了现有技术中PC与PMMA合金相容性差、韧性差、不透明有珠光现象的问题。本发明具有相当简单的制备工艺，原材料来源广，与现有体系相比具有成本优势，利于产业化。本发明制备的高硬度PC组合物相比于现有技术，具有更高的透明性、更好的力学性能、更好的表面硬度、及更好的可加工窗口。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种透明的高硬度PC组合物，其特征在于：包括，按重量份数计，
2.如权利要求1所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述聚碳酸酯树脂包括普通双酚A型聚碳酸酯或其引入第三单体后形成的共聚物，所述聚碳酸酯树脂折射率为1.56～1.59，透明度≥88，所述第三单体分子式如下所示：
其中，
(1)为有二甲基硅氧烷的预聚体，其中x在2～99之间；
(2)为脂肪族的二元羧酸，其中-CH2数量y≥5；
(3)为具有一定聚合度的聚甲基丙烯酸甲酯，n在2～40之间；
(4)为带有环己烷的双酚A单体。
3.如权利要求1或2所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述聚酯共聚物包括聚对苯二甲酸-乙二醇共聚物、，聚对苯二甲酸-1,4-环己烷共聚物，其树脂的透明度大于70％，折射率1.56-1.58，特征粘度为0.6-1.0。
4.如权利要求3所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述聚酯共聚物包括聚对苯二甲酸-乙二醇共聚物，聚对苯二甲酸-1,4-环己烷共聚物，其树脂折射率与权利要求2所述的聚碳酸酯树脂的折射率之差≤0.02。
5.如权利要求1、2或4任一所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述苯乙烯共聚物，包括苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物，其树脂的透明度大于70％，折射率大于1.55。
6.如权利要求5所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述苯乙烯共聚物，包括苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物，其树脂的折射率与权利要求2中PC树脂的折射率之差≤0.3。
7.如权利要求1、2、3或6任一所述的透明的高硬度PC组合物，其特征在于：所述稳定剂，包括磷酸二氢钠、硫代二羧酸酯类、受阻酚类、有机亚磷酸酯类、双酚单丙烯酸酯类、芳胺类、芳族磷酸酯、磷酸二氢钙、磷酸二氢锌、亚磷酸三苯酯、季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、受阻胺类或苯亚甲酸酯类中的至少一种。
8.权利要求1～7任一所述的透明的高硬度PC组合物的制备方法，其特征在于：包括，
混匀：将所述聚碳酸酯树脂、所述聚酯共聚物、所述苯乙烯共聚物、所述稳定剂混合均匀；
挤出：混匀后，投入挤出机挤出。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述挤出，包括，混匀后，投入双螺杆挤出机中共混，得到熔体,进行挤出，得到所述透明的高硬度PC组合物；其中，双螺杆挤出机的螺杆的长径比为40～64，螺杆转速为350～600rpm，挤出温度为200～270℃。
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