CN114456566B - 透明超高硬度pc/ps树脂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透明超高硬度PC/PS树脂组合物及其制备方法和应用；所述组合物包括以下重量份数的各组分：PC树脂60～80份，PS树脂20～40份,相容剂3～8份，增韧剂1～2份，耐刮擦剂0.5～3份。制备时，将所述各组成加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述透明耐刮擦PC/PS树脂组合物。本发明通过简单的共混工艺，获得了透明性、机械性能以及耐刮擦性能等综合性能优异的PC/PS树脂组合物，其透过率达到82％以上，雾度小于9％，表面硬度达到H～4H。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及PC/PS树脂组合物，尤其涉及一种透明超高硬度PC/PS树脂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
聚碳酸酯PC是一款综合性能优异的无定形材料，它具有优异的透明性，透过率可以达到90％以上，优异的耐热性是其可以在最高130℃高温下长期使用，同时其具有出色的韧性，远比其他透明材料如PS、PMMA、SAN、透明PA等具有更高的耐冲击性能。但是PC具有一个很大的缺点，就是表面硬度低(铅笔硬度3B)，不耐刮擦。所以一般在有透明耐刮擦要求的时候，会选择采用PC表面做表面硬化的后处理，或者直接换成耐刮擦性能更好的PMMA材料。前者的成本较高，生产效率低；而后者PMMA的韧性和耐热性远不及PC，在有韧性和耐热性要求的场景，PMMA并不能满足需求。保持PC透明性和韧性的同时，提高PC的表面硬度和耐刮擦性能，是迫切需要解决的行业难题。
改善PC的耐刮擦性能一直是行业研究的一个热门课题，一般有两种改善方法:第一种：在PC中加入一些降低表面摩擦系数的材料(CN110483974A)；第二种是加入高硬度的材料如PMMA做聚合物合金(CN104086969B，CN102807746B，CN101805505B)。前者通过降低PC表面摩擦系数，改善了刮擦划痕的表面的光滑程度，但因PC的压缩屈服性能并没有得到改善，所以刮擦的划痕深度没有减小，因此PC的耐刮擦性能改善是非常有限的；后者在PC中引入折射率不一致的PMMA，解决相容性不佳引起的不透明和珠光问题，但这种方式获得的相态并不稳定，在极端的注塑条件下，容易发生相分离，导致材料发雾；同时材料的韧性会发幅度的降低(缺口冲击强度仅10kJ/m2)。
PS是一种透明性和耐刮擦性能优异的材料，其折射率与PC一致，任意比例将两者混合，可以得到透明的产品。但是PS和PC的相容性不佳，将两者简单共混得到的产品韧性很差，容易出现分相和起皮，不能被使用。解决PC和PS的相容性从而获得性能优异的透明PC/PS树脂组合物，目前行业没有很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种透明超高硬度PC/PS树脂组合物及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明涉及一种透明耐刮擦PC/PS树脂组合物，包括以下重量份数的各组分：
作为本发明的一个实施方案，所述的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯。
作为本发明的一个实施方案，所述的PS树脂为无规立构聚苯乙烯树脂。优选挤出级的PS，熔融指数为1～3g/10min，可以获得韧性更好的PC/PS组合物。
作为本发明的一个实施方案，所述的相容剂为聚苯乙烯-co-恶唑啉无规共聚物RPS，噁唑啉基数量为0.1～0.5mmol/g。
作为本发明的一个实施方案，所述的增韧剂为聚苯乙烯-丁二烯双嵌段共聚物SBC。其中，丁二烯质量分数为15～30％。
作为本发明的一个实施方案，所述的耐刮擦剂为酰胺类耐刮擦剂，其具有不影响PC树脂透明性的特点。
本发明还涉及一种透明耐刮擦PC/PS树脂组合物的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
S1、按照以下重量百分比：
S2、将步骤S1中各组成按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述透明耐刮擦PC/PS树脂组合物。
作为本发明的一个实施方案，步骤S2中，熔融挤出的条件是：挤出温度为240-280℃，螺杆转速为200～500转/分钟。
本发明涉及一种透明耐刮擦PC/PS树脂组合物在制备塑料制品中的应用，所述塑料制品包括手机壳。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明选择PS作为PC材料提高表面硬度的树脂，用RPS作为相容剂，共混得到了透明的PC/PS树脂组合物，主要的机理如下：①PC和PS的折射率基本一致，因此在没有相容剂存在下的情况下，组合物的透明性也是很好的；②RPS聚苯乙烯-co-恶唑啉树脂，其主链为PS，与PS树脂的相容性很好，同时共聚的恶唑啉基团可以和PC的羧基进行接枝反应，生成PS和PC的共聚物，有效地改善了PC和PS的相容性；
2)本发明选择了一款不影响透明性的增韧剂聚苯乙烯-丁二烯双嵌段共聚物SBC，由于丁二烯的质量分数仅为15～30％，因此与PS的相容性很好，少量的丁二烯橡胶有效地提高了PC/PS树脂组合物的冲击韧性，同时又不会影响整体树脂的透明性；
3)本发明找到了一款酰胺类的耐刮擦剂，其不仅有效地提高了树脂组合物的耐刮擦性能，同时并不影响组合物的透明性；
4)本发明通过简单的共混工艺，获得了透明性、机械性能以及耐刮擦性能等综合性能优异的PC/PS树脂组合物，其透过率达到82％以上，雾度小于9％，表面硬度达到H～4H,缺口冲击强度40kJ/m2以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1～6
实施例1～6提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在240-280℃挤出温度和200-500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
实施例1
实施例1提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在250℃挤出温度和300转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
实施例2、3
实施例2、3提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在260℃挤出温度和400转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
实施例4
实施例4提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在240℃挤出温度和200转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
实施例5
实施例5提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在280℃挤出温度和400转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
实施例6
实施例6提供了透明耐刮擦PC/PS树脂组合物(组成见表1)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表1中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在260℃挤出温度和500转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
对比例1～7
对比例1～7提供了PC/PS树脂组合物(组成见表2)及其制备方法，该方法包括以下步骤：
按表2中配方成分的重量百分比，将原料加入到高速混合机中充分混合后，再置于螺杆机中，在260℃挤出温度和400转/分钟的螺杆转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，即得到产品。
其中，表1、2的材料如下：
PC1：PC1100，韩国乐天，
PC2：PC1220，韩国乐天，
PS1：GPPS123P，熔融指数为8g/10min，赛科，
PS2：GPPS251，熔融指数为2.4g/10min，赛科，
PS3：GPPS350，熔融指数为1.4g/10min，赛科，
RPS：相容剂聚苯乙烯-co-恶唑啉树脂，1005，恶唑啉含量0.27mmol/g，日本触媒，
PS-MAH:SMA800，嘉兴华雯
SBC1：8300，聚丁二烯含量16％，广东众和，
SBC2：SL838，聚丁二烯含量30％，广东众和，
SBC3：丁二烯含量40％，广东众和，
NGCJ1：PZ-300，酰胺类耐刮擦剂，上海璞展，
NGCJ2：KA147，改性PE蜡，日本日油。
本发明实施例和对比例制备PC/PS树脂组合物造粒后制成样品，具体性能评价方式及其实施标准如下：
1、透明性表征：
(1)透过率：3mm厚的板，按照ISO13468-1标准测试；
(2)雾度：3mm厚的板，按照ISO 14782标准测试。
2、机械性能表征：
Charpy缺口冲击强度：按照ISO 179-1:2010(E)标准测试，冲击能量为4J，测试温度为23℃；
3、耐刮擦性表征
(1)按照GMW14125，用高光色板做实验，8.3N的载荷来回刮擦10次，测试刮擦前后光泽(60°)的保持率。
(2)铅笔硬度：GB/T6739,载荷为7.5N
表1 实施例配方重量份数和性能
表2 对比例配方重量份数和性能
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种透明超高硬度PC/PS树脂组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量份数的各组分：
PC树脂60～80份，
PS树脂20～40份,
相容剂3～8份，
增韧剂1～2份，
耐刮擦剂0.5～3份；
所述相容剂为聚苯乙烯-co-恶唑啉无规共聚物RPS；所述增韧剂为聚苯乙烯-丁二烯双嵌段共聚物SBC，SBC中丁二烯质量分数为15～30%；所述耐刮擦剂为酰胺类耐刮擦剂。
2.根据权利要求1所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物，其特征在于，所述PS树脂为无规立构聚苯乙烯树脂。
4.根据权利要求3所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物，其特征在于，所述PS树脂为挤出级PS，熔融指数为1～3g/10min。
5.根据权利要求1所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物，其特征在于，所述聚苯乙烯-co-恶唑啉无规共聚物RPS中噁唑啉基数量为0.1～0.5mmol/g。
6.一种根据权利要求1所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将所述各组成加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，进行熔融挤出，冷却造粒，得到所述透明超高硬度PC/PS树脂组合物；所述熔融挤出的挤出温度为240-280℃，螺杆转速为200～500转/分钟。
7.一种根据权利要求1所述的透明超高硬度PC/PS树脂组合物在制备塑料制品中的应用，所述塑料制品包括手机壳。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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