CN109401263A - 一种改性聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性聚碳酸酯，由包括以下重量份的原料组成：聚碳酸酯98‑100份、扩链剂0.1‑0.5份、抗氧剂0.1‑1.0份、色粉0.01‑0.5份、紫外线吸收剂0.01‑0.5份、偶联剂0.01‑0.02份。本发明还公开该改性聚碳酸酯的制备方法。本发明所提供的吹塑用的聚碳酸酯不但制备简单方便，可以大幅提高吹瓶级聚碳酸酯的产量并且降低成本，而且经过吹塑使用证明其性能完全可以取代美国GE、德国Bayer等公司的吹瓶级聚碳酸酯，符合制备饮用水桶的材料要求。

Description

一种改性聚碳酸酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，具体涉及一种改性聚碳酸酯及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V-0级阻燃性能。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。日常常见的应用有光碟、眼睛片、水瓶、防弹玻璃、护目镜、银行防子弹之玻璃、车灯罩等等。聚碳酸酯可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。挤出用聚碳酸酯分子量应大于3万，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明水瓶和水桶。聚碳酸酯加工成型温度较高，受到热氧而降解，尽管加入抗氧剂能部分减缓降解，但是这一技术瓶颈无法很好解决。

聚碳酸酯作为五大工程塑料中唯一的透明产品，国内外产能增长迅猛，PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、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，目前国内的聚碳酸酯主要是光学级产品，用于生产CD、DVD光盘、汽车照明系统等。

制备饮水桶，是聚碳酸酯的一大消费方向。吹瓶级聚碳酸酯，目前已广泛用于5加仑饮用水桶的制造，国内无厂家生产，均需进口美国GE、德国Bayer等公司价格昂贵的产品。作为全球聚碳酸酯饮水桶生产大国，目前却面临原料国产化不足、行业标准不全、质量参差不齐等问题，所以国内诸多水桶厂家采用再生料制桶。这类再生料卫生性能堪忧，严重威胁着人们的身体健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性聚碳酸酯，避免现有技术的不足，在聚碳酸酯料的配方中引入扩链剂，通过扩链剂与在加工成型过程中降解聚碳酸酯进行化学反应，增加和恢复其原来的分子量和特性粘度，增大冲击强度、弯曲强度和拉伸强度等性能。解决目前吹瓶级聚碳酸酯原料供应不足、成本高、制备难等问题，提供一种生产成本低、制备简单、又能保证吹瓶级聚碳酸酯性能的聚碳酸酯及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的改性聚碳酸酯，由包括以下重量份的原料组成：聚碳酸酯98-100份、扩链剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-1.0份、色粉0.01-0.5份、紫外线吸收剂0.01-0.5份、偶联剂0.01-0.02份。

进一步，所述的聚碳酸酯为支链型聚碳酸酯、直链型聚碳酸酯中的一种或者两种的混合物。

进一步，所述的扩链剂为含多个环氧功能团分子量范围为4000-10000的聚丙烯酸类高分子化合物。

进一步，所述的抗氧剂为4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、亚磷酸三酯(2，4-二叔丁基苯基)、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述的紫外线吸收剂为水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-(2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述的偶联剂为钛酸酯。

进一步，所述的改性聚碳酸酯的制备方法包括如下步骤：

A)按重量份配比称取各原料组分；

B)将称好的原料组分倒入搅拌机中搅拌均匀；

C)将搅拌好的混合原料置于单螺杆挤出机中，经熔融混合挤出造粒。

进一步，所述的步骤C中单螺杆挤出机中各加热区域的加热温度分别为：一区250℃-280℃、二区260℃-280℃、三区260℃-280℃、四区270℃-300℃、五区270℃-300℃。

针对此，本发明有以下显著效果：

本发明所提供的聚碳酸酯不但制备简单方便，可以大幅提高吹瓶级聚碳酸酯的产量并且降低成本，而且本发明的产品具有配方各组份相容性好，可用在透明制品；含有环氧基团的扩链剂对聚碳酸酯高温加工成型效果明显，原因是这种扩链剂能较好地和聚碳酸酯的端基（羟基、羧基）发生反应，增大聚碳酸酯的相对分子量，使性能有较大提高；扩链剂和抗氧剂的协同作用，在高温加工成型过程中可增加和恢复其原来的分子量和特性粘度，同时增大其冲击强度、抗弯强度和拉伸强度等性能等特点。经过吹塑使用证明其性能完全可以取代美国GE、德国Bayer等公司的吹瓶级聚碳酸酯，符合制备饮用水桶的材料要求。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非仅限于这些例子。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

称取支链型聚碳酸酯98kg、分子量为4000的含多个环氧功能团的聚丙烯酸类高分子0.1kg、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.1kg、2,4-二羟基二苯甲酮0.01kg、色粉0.01kg、钛酸酯0.01kg，倒入搅拌机搅拌均匀，然后将搅拌均匀的混合原料置入单螺杆挤出机，分别设定单螺杆挤出机各加热区域的温度为一区250℃、二区260℃、三区260℃、四区270℃、五区270℃，经熔融混合挤出造粒即可。

实施例2

称取直链型聚碳酸酯99kg、分子量为7000的含多个环氧功能团的聚丙烯酸类高分子0.3kg、亚磷酸三酯(2，4-二叔丁基苯基)0.2kg、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3kg、水杨酸双酚A酯0.1kg、2-(2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑0.1kg、色粉0.02kg、钛酸酯0.015kg，倒入搅拌机搅拌均匀，然后将搅拌均匀的混合原料置入单螺杆挤出机，分别设定单螺杆挤出机各加热区域的温度为一区265℃、二区270℃、三区270℃、四区285℃、五区285℃，经熔融混合挤出造粒即可。

实施例3

称取支链型聚碳酸酯50kg、直链型聚碳酸酯50kg、分子量为10000的含多个环氧功能团的聚丙烯酸类高分子0.5kg、4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.2kg、亚磷酸三酯(2，4-二叔丁基苯基)0.3kg、2,4-二羟基二苯甲酮0.1kg、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.4kg、色粉0.5kg、钛酸酯0.02kg，倒入搅拌机搅拌均匀，然后将搅拌均匀的混合原料置入单螺杆挤出机，设定单螺杆挤出机各加热区域的温度为一区280℃、二区280℃、三区280℃、四区300℃、五区300℃，经熔融混合挤出造粒即可。

以上各实施例中原料各组分均为市售产品。

经吹塑使用检验，上述实施例的产品均符合QB2460-1999《聚碳酸酯饮用水罐》的国家标准。

Claims (8)

1.一种改性聚碳酸酯，其特征在于，由包括以下重量份的原料组成：聚碳酸酯98-100份、扩链剂0.1-0.5份、抗氧剂0.1-1.0份、色粉0.01-0.5份、紫外线吸收剂0.01-0.5份、偶联剂0.01-0.02份。

2.根据权利要求1所述的一种改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的聚碳酸酯为支链型聚碳酸酯、直链型聚碳酸酯中的一种或者两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的扩链剂为含多个环氧功能团分子量范围为4000-10000的聚丙烯酸类高分子化合物。

4.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的抗氧剂为4,4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、亚磷酸三酯(2,4-二叔丁基苯基)、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的紫外线吸收剂为水杨酸双酚A酯、2-羟基-4正辛氧基-二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-(2’-二羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的偶联剂为钛酸酯。

7.根据权利要求1所述的改性聚碳酸酯，特征在于：其制备方法包括如下步骤：

A)按重量份配比称取各原料组分；

B)将称好的原料组分倒入搅拌机中搅拌均匀；

C)将搅拌好的混合原料置于单螺杆挤出机中，经熔融混合挤出造粒。

8.根据权利要求7所述的改性聚碳酸酯，其特征在于：所述的步骤C中单螺杆挤出机中各加热区域的加热温度分别为：一区250℃-280℃、二区260℃-280℃、三区260℃-280℃、四区270℃-300℃、五区270℃-300℃。