CN111718571A - 一种高冲击pc/pla合金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金材料领域，具体公开了一种高冲击PC/PLA合金材料。该高冲击PC/PLA合金材料包括53～88.9质量份的聚碳酸酯、10～35质量份的聚乳酸、0.2～2质量份的扩链剂及1～5质量份的相容剂。该PC/PLA合金材料不仅综合了PC和PLA各自的优良性能，还具备高冲击性能。

Description

一种高冲击PC/PLA合金材料
【技术领域】
本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种高冲击PC/PLA合金材料。
【背景技术】
生物降解聚乳酸(PLA)原料具有来源广泛、可再生、成品可降解的优点，广泛应用于膜材、板材等日用消耗品。由于PC(聚碳酸酯)与PLA同属于聚酯家族，可部分相容，PC可对PLA的物性有较大的提高作用，因此广泛应用于部分生分解的材料中。PLA不仅可以赋予PC/PLA合金材料环保的性质，而且可以改善PC的难加工性，PC/PLA合金材料可直接用于注塑成型产品。
但是，由于PLA与PC加工时会发生酯交换反应，这样就会使PC分子量降低，从而导致材料的缺口冲击强度下降较多。另外，在酯交换的情况下，材料的熔体强度降低。
因此，有必要开发一种高冲击PC/PLA合金材料，以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种高冲击PC/PLA合金材料及其制品。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种高冲击PC/PLA合金材料，包括以下质量份的组分：
聚碳酸酯，53～88.9质量份
聚乳酸，10～35质量份；
扩链剂，0.2～2质量份；及
相容剂，1～5质量份。
作为本发明的优选，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯中的至少一种。
作为本发明的优选，所述聚碳酸酯在300℃、1.2Kg载荷作用下的溶体质量流动速率为3g/10min～30g/10min。
作为本发明的优选，所述聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。
作为本发明的优选，所述聚乳酸的光学纯度为80％～100％；所述聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
作为本发明的优选，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物；所述扩链剂的重均分子量为4000～8000，环氧当量大于等于200g/mol。
作为本发明的优选，所述相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)中的一种或一种以上复配。
作为本发明的优选，还包括0～5质量份的增韧剂。
作为本发明的优选，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
一种高冲击PC/PLA合金材料制品，其采用上述的高冲击PC/PLA合金材料制成。
本发明的有益效果是：通过在PC材料中添加PLA材料、扩链剂、相容剂及增韧剂，使获得的PC/PLA合金材料不仅综合了PC和PLA各自的优良性能，还具备高冲击性能。
【具体实施方式】
一种高冲击PC/PLA合金材料，包括53～88.9质量份的聚碳酸酯(PC)、10～35质量份的聚乳酸(PLA)、0.2～2质量份的扩链剂及1～5质量份的相容剂。
具体的，聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯中的至少一种。其中，聚碳酸酯在300℃、1.2Kg载荷作用下的溶体质量流动速率为3g/10min～30g/10min。
本发明中的聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。其中，聚乳酸的光学纯度为80％～100％；聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
本发明中的扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物。其中，扩链剂的重均分子量为4000～8000，环氧当量大于等于200g/mol。通过增加扩链剂，可降低PC与PLA之间的酯交换，增加PC/PLA的相容性。
为了进一步提高合金材料的抗冲击性能，可在合金材料中增加0～5质量份的增韧剂。其中，增韧剂可为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)中的一种或一种以上复配。
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，现结合具体实施例详细说明如下。
实施例1
一种高冲击PC/PLA合金材料，包括以下质量份的组分：62.7质量份的聚碳酸酯(溶体质量流动速率为6g/10min)、35质量份的聚乳酸、0.3质量份的扩链剂、2质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
按比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
比较例1
一种PC材料，采用100质量份的聚碳酸酯(溶体质量流动速率为6g/10min)，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
比较例2
一种PC/PLA合金材料，包括以下质量份的组分：63质量份的聚碳酸酯(溶体质量流动速率为6g/10min)、35质量份的聚乳酸、2质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
按比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
实施例2
一种高冲击PC/PLA合金材料，包括以下质量份的组分：56.7质量份的聚碳酸酯(溶体质量流动速率为6g/10min)、35质量份的聚乳酸、0.3质量份的扩链剂、5质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、及3质量份的丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂。
按比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
比较例3
一种PC/PLA合金材料，包括以下质量份的组分：59.7质量份的聚碳酸酯(溶体质量流动速率为6g/10min)、35质量份的聚乳酸、0.3质量份的扩链剂、及5质量份的聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
按比例称取相应的组分，将各组分混合搅拌均匀后，放入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出造粒。
将上述实施例及比较例制备的材料注塑成标准测试样条，按照相关标准测试其性能，测试标准及测试结果如下表1所示。
表1测试结果
Figure BDA0002003154610000041
Figure BDA0002003154610000051
从表1的测试结果可以看出，本发明的实施例1与比较例1相比，具有较高的溶体质量流动速率(MI)，即在PC材料中添加一定比例的PLA材料、扩链剂及相容剂，可获得流动性好的PC/PLA合金材料，易于加工成型。本发明的实施例1与比较例2相比，通过在PC/PLA合金材料中增加一定比例的扩链剂，可有效改善PC及PLA的相容性，提高断裂伸长率和冲击强度。本发明的实施例2与比较例3相比，通过在PC/PLA合金材料中增加一定比例的增韧剂，可进一步提高PC/PLA合金材料的抗冲击性能。
另外，本发明还提供一种高冲击PC/PLA合金材料制品，其采用本发明的高冲击PC/PLA合金材料制成。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，包括以下质量份的组分：
聚碳酸酯，53～88.9质量份
聚乳酸，10～35质量份；
扩链剂，0.2～2质量份；及
相容剂，1～5质量份。
2.根据权利要求1所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯型聚碳酸酯、有机硅共聚型PC、环己烷双酚A型聚碳酸酯、双酚A-有机硅氧烷共聚聚碳酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述聚碳酸酯在300℃、1.2Kg载荷作用下的溶体质量流动速率为3g/10min～30g/10min。
4.根据权利要求1所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述聚乳酸为L-聚乳酸或者D-聚乳酸。
5.根据权利要求4所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述聚乳酸的光学纯度为80％～100％；所述聚乳酸的重均分子量为20000～300000。
6.根据权利要求1所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述扩链剂为苯乙烯-丙烯酸酯-环氧丙烯酸酯共聚物；所述扩链剂的重均分子量为4000～8000，环氧当量大于等于200g/mol。
7.根据权利要求1所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述相容剂为三元乙丙橡接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝马来酸酐(SBS-g-MAH)、苯乙烯-乙烯-丁基共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MAH)、聚乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)中的一种或一种以上复配。
8.根据权利要求1所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，还包括0～5质量份的增韧剂。
9.根据权利要求8所述的高冲击PC/PLA合金材料，其特征在于，所述增韧剂为交联的甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂、有机硅橡胶-甲基丙烯酸甲酯类增韧剂中的一种或一种以上复配。
10.一种高冲击PC/PLA合金材料制品，其特征在于，其采用权利要求1至9任一项所述的高冲击PC/PLA合金材料制成。
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