CN112322018B - 一种透明防雾pc树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明防雾PC树脂及其制备方法,该树脂的原料包括以下重量份的组分:PC树脂90‑99份、抗氧剂0.1‑1.0份、润滑剂0.2‑0.5份、防雾助剂1.0‑10.0份、UV稳定剂0.1‑0.8份;该树脂制备时,防雾助剂经计量后从侧喂口喂入挤出机。与现有技术相比,本发明的透明防雾PC将原材料与防雾助剂混合后通过一步挤出成型制备而成的,优化了加工工艺,缩短了加工周期,并且与人体接触不会产生析出或者防雾助剂的附着,可以提高防雾性能的持久性以及耐擦拭性;并且本发明中防雾PC有着高度的透过率,能够同时达到防雾、高透和高韧性的效果,是一款非常适合用来制作防护面罩的树脂材料。
Description
技术领域
本发明涉及透明防雾PC树脂,尤其是涉及一种透明防雾PC树脂及其制备方法。
背景技术
防护面罩对于医护人员和普通佩戴者来说是抵抗外界病毒和病菌的一道重要防线,一方面它可以阻挡外部空气或者飞沫中带入的有害病毒和病菌,另一方面又可以阻止佩戴者呼出的飞沫或病菌对周围环境造成威胁。
但是防护面罩紧贴佩戴者的面部,尤其是嘴巴和鼻子,这就很容易导致水分的凝聚形成水雾,从而引起光的散射和折射,从而降低面罩的透过性和舒适性。因此防雾处理成为对透明面罩材料的一项重要性能指标。通常防雾助剂按照添加类型可以分为两类,添加型和外部涂覆型。添加型就是指将防雾助剂在原材料加工过程中加入,一次成型,原理是通过降低材料表面能,使水气不易附着,或者附着后极易滑落,从而减少因聚集产生的水雾,特点是永久性和耐擦拭性;另外一种外涂覆型是指将防雾助剂溶于水或其它溶剂中制成溶液,通过外涂的方法使其附着在面罩材料表面,改变材料对水的附着能力,从而具有防雾性,例如中国专利CN210122554U公开的自清洁防雾硬化膜的结构,该技术的特点是不耐擦拭,防雾效果好,但在与人体接触时也很容易产生有害物质附着在人体上。
聚碳酸酯又简称PC,由于其自身出色的韧性和透明性在五大工程塑料的使用量上名列前茅,被广泛应用在家电、汽车、电子产品外壳、照明产品等领域。但PC本身属于极性树脂,易吸水,因此防雾性能较差,当把PC作为防护面罩的原材料时就对它的防雾性能和透明性能提出了更高的要求。如何在不影响PC透过率的前提下改善防雾性能成为研究的难题。中国专利CN104672845A公开了一种防雾滴环保阻燃PC薄膜材料及其制备方法,利用消雾滴剂提升防雾滴效果。但是该专利并没有考虑到透光性问题。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种透明防雾PC树脂及其制备方法。PC树脂具有高度的透过率,能够同时达到防雾、高透和高韧性的效果;制备方法将原材料与防雾助剂混合后通过一步挤出成型制备,优化了工艺,缩短了加工周期,而且与人体接触不会产生析出或者防雾助剂的附着,可以提高防雾性能的持久性以及耐擦拭性,适合用来制作防护面罩。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明第一方面提供一种透明防雾PC树脂,该树脂的原料包括以下重量份的组分:
优选地,所述的PC树脂由普通PC和含硅PC组成。
优选地,PC树脂中,含硅PC的重量份含量为20份,余量为普通PC。
优选地,所述的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56。尽可能高的保留PC的透过率。
优选地,所述的含硅PC的硅含量为4~25%。本发明申请人发现,硅含量小于4%时,含硅PC的添加量超过50%,会降低材料的耐热和机械性能,透明度也会随添加量的增多而下降;硅含量>25%时,合成技术要求较高,会使原材料价格偏高,导致整个产品成本升高,所以优先选择硅含量在4%-25%之间的PC。进一步优选含硅PC的硅含量为20%。
优选地,所述的普通PC包括高分子量PC和低分子量PC,优选普通PC为双酚A型聚碳酸酯。高分子量PC可以提供稳定的冲击韧性和机械强度,但是高分子量会降低整体材料的流动性,而低分子量聚碳酸酯可以改善流动性,提高阻燃剂和其它助剂在体系里面的分散性。
优选地,高分子量PC的分子量范围在26000-30000,熔融指数在300℃,1.2kg的测试条件下为2-7g/10min;所述的低分子量的PC的分子量范围在14000-22000,熔融指数在300℃,1.2的测试条件下为15-30g/10min。
优选地,所述的防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷。该表面防雾助剂不仅对PC的透过率影响小,还可以显著降低PC的表面能,提高防雾性能。
优选地,所述的抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类抗氧剂。进一步优选所述的抗氧剂选择CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076和Irganox 168的一种或几种。
优选地,所述的润滑剂选自有机硅化合物、白矿油、脂肪酸及其酯类、硅酮粉、硬脂酸及其盐类、石蜡、烃类、乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
优选地,所述的UV稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、三嗪类和取代丙烯腈类中的一种或几种。
本发明第二方面提供一种透明防雾PC树脂的制备方法,包括以下步骤:
将PC树脂、抗氧剂、润滑剂和UV稳定剂按配比置于高速混合机内搅拌,混合均匀并经计量后,送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经计量后从侧喂口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到所述的透明防雾PC树脂。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明中的透明防雾PC将原材料与防雾助剂混合后通过一步挤出成型制备而成的,优化了加工工艺,缩短了加工周期,并且与人体接触不会产生析出或者防雾助剂的附着,可以提高防雾性能的持久性以及耐擦拭性。并且本发明中防雾PC有着高度的透过率,能够同时达到防雾、高透和高韧性的效果,是一款非常适合用来制作防护面罩的树脂材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
以下实施例中的试剂,如无特别说明,均指市售的试剂。
实施例1
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
其中,PC树脂包含普通PC和含硅PC,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为78份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为7%,份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为市售的PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越;
(2)将上述PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经由计量称从侧喂料口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
实施例2
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
(2)将上述PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经由计量称从侧喂料口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
其中,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照1:1的质量比混合,总组分为78份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为13%,添加份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越。
实施例3
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
(2)将上述PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经由计量称从侧喂料口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
其中,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为78份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为20%,添加份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越;
实施例4
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
(2)将上述PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经由计量称从侧喂料口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
其中,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为75份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为20%,添加份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越;
对比例1
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
(2)将上述PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经由计量称从侧喂料口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
其中,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为80份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为20%,添加份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越;
对比例2
一种透明防雾PC树脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
(2)将上述(1)的PC树脂、抗氧剂、润滑剂、UV稳定剂以及防雾助剂按配方比例置于高速混合机内搅拌,混合均匀后经计量装置送入双螺杆挤出机中,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到透明防雾PC树脂。
其中,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=4和MI(300℃,1.2kg)=23的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为75份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为20%,添加份数为20份;
抗氧剂为受阻酚类和亚磷酸酯类的混合物,优选自Ciba的Irganox 168和Irganox1076,混合比例(质量比)为1:1;
润滑剂为PETS;
UV稳定剂为苯并三唑类,优选自Ciba的UV-P光稳定剂;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越;
将实施例1~4以及对比例1~2所制备的PC树脂注塑成色板,比较其透明度和防雾效果,冲击韧性通过对比缺口冲击强度进行评估;透明度可以通过测量可见光的透过率表征,透光率可以借助透光率测试仪进行测试;防雾效果通过达因笔进行测试,达因值越小,表征材料表面能越低,防雾效果越好。总结如下表1。
表1
注:×越多表示测试结果越优秀。
由表1可以得出以下结论:
a、当改变防雾助剂的添加量时,PC的防雾性和透明度随之发生明显的变化,证明防雾助剂可以有效的提高PC的防雾性能,当添加量<5%时对透明度影响较小。
b、含硅PC的硅含量越多,材料的防雾性能越好,但随着硅含量的增加会对透过率有影响。
c、当把防雾助剂的喂料方式由侧喂口变更为主喂口时,材料的防雾效果明显下降,原因是防雾助剂在主喂口添加时,剪切分散的强度太高,防雾助剂的链段遭到破坏,有效官能团很难迁移到表面起到防雾的作用。
实施例5
一种透明防雾PC树脂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
其中,PC树脂包含普通PC和含硅PC,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=2和MI(300℃,1.2kg)=30的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为70份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为4%,份数为20份;
抗氧剂为Ciba的Irganox 1010;
润滑剂为市售的机硅化合物6441P;
UV稳定剂为二苯甲酮类;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越。
实施例6
一种透明防雾PC树脂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下组分及重量份含量备料:
其中,PC树脂包含普通PC和含硅PC,普通PC树脂由MI(300℃,1.2kg)=7和MI(300℃,1.2kg)=15的两支PC按照质量比1:1的比例混合,总组分为79份,选用的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56,硅含量为25%,份数为20份;
抗氧剂为自Ciba的Irganox 1010、Irganox 1076按照质量比1:1混合;
润滑剂为市售的白矿油;
UV稳定剂为水杨酸酯类;
防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷,优选自信越。
实施例7
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为脂肪酸及其酯类。
实施例8
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为硅酮粉。
实施例9
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为硬脂酸及其盐类。
实施例10
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为石蜡。
实施例11
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为烃类。
实施例12
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
实施例13
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物。实施例14
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,润滑剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物按照质量比1:1混合。
实施例15
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,UV稳定剂为三嗪类。
实施例16
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,UV稳定剂为取代丙烯腈类。
实施例17
本实施例与实施例3基本相同,不同之处在于,本实施例中,UV稳定剂为二苯甲酮类和水杨酸酯类按照质量比1:1混合。
总之,本发明的透明防雾PC将原材料与防雾助剂混合后通过一步挤出成型制备而成的,优化了加工工艺,缩短了加工周期,并且与人体接触不会产生析出或者防雾助剂的附着,可以提高防雾性能的持久性以及耐擦拭性。并且本发明中防雾PC有着高度的透过率,能够同时达到防雾、高透和高韧性的效果,是一款非常适合用来制作防护面罩的树脂材料。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,该树脂的原料包括以下重量份的组分:
PC树脂 90-99,
抗氧剂 0.1-1.0,
润滑剂 0.2-0.5,
防雾助剂 2.0-10.0,
UV稳定剂 0.1-0.8;
所述的PC树脂由普通PC和含硅PC组成;所述的含硅PC为折射率与普通PC接近的有机硅氧烷与聚碳酸酯无规共聚PC,含硅PC的折射率n=1.56;所述的含硅PC的硅含量为4~25%;
所述的普通PC包括高分子量PC和低分子量PC;高分子量PC的分子量范围在26000-30000,熔融指数在300℃,1.2 kg的测试条件下为2-7 g/10min;所述的低分子量的PC的分子量范围在14000-22000,熔融指数在300℃,1.2kg 的测试条件下为15-30 g/10min;
所述的防雾助剂为癸基三甲氧基硅烷;
该树脂的制备方法包括以下步骤:
将PC树脂、抗氧剂、润滑剂和UV稳定剂按配比置于高速混合机内搅拌,混合均匀并经计量后,送入双螺杆挤出机中,防雾助剂经计量后从侧喂口喂入挤出机,控制双螺杆挤出机的温度为240~260℃,在螺杆的输送、剪切和混炼下,将物料熔化、复合,然后经口模挤出、拉条、冷却、切粒步骤,即得到所述的透明防雾PC树脂。
2.根据权利要求1所述的一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,PC树脂中,含硅PC的重量份含量为20份,余量为普通PC。
3.根据权利要求1所述的一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,所述的含硅PC的硅含量为20%。
4.根据权利要求1所述的一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,所述的普通PC为双酚A型聚碳酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,包括以下任一项或多项:
(i)所述的抗氧剂为受阻酚类或者亚磷酸酯类抗氧剂;
(ii)所述的润滑剂选自有机硅化合物、白矿油、脂肪酸及其酯类、硅酮粉、硬脂酸及其盐类、石蜡、烃类、乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种;
(iii)所述的UV稳定剂选自二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类、三嗪类和取代丙烯腈类中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种透明防雾PC树脂的制备方法,其特征在于,所述的抗氧剂选择CIBA精化公司的Irganox 1010、Irganox 1076和Irganox 168的一种或几种。
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GR01 | Patent grant | ||
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