CN115141478A - 一种耐高温抗紫外聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温抗紫外聚碳酸酯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种耐高温抗紫外聚碳酸酯及其制备方法。该聚碳酸酯是由以下重量百分比原料组成：聚碳酸酯95.5~98%、复合抗氧剂0.5%‑1%、耐热改性剂1%‑3%、抗UV助剂0.5%。本发明的耐高温抗紫外聚碳酸酯，具有140℃的热变形温度和150℃的维卡软化温度，透光率未下降，可满足耐高温使用需求；且具有较好的抗紫外老化性能和一定的抗菌性可满足特定客户需求；本发明的耐高温抗紫外聚碳酸酯可以通过较为简单的共混挤出造粒，相较其他反应合成方法，具有工艺简单，易操作，能耗低，成本低等优势。

Description

一种耐高温抗紫外聚碳酸酯及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种耐高温抗紫外聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯 (PC)是五大通用工程塑料之一，其产量和消费量仅次于尼龙工程塑料，居第二位。聚碳酸酯的透明度又极好，并可施以任何着色。由于聚碳酸酯的上述优良性能，已被广泛用于各种安全灯罩、信号灯，体育馆、体育场的透明防护板，采光玻璃，高层建筑玻璃，汽车反射镜、挡风玻璃板，飞机座舱玻璃。改性 PC 具有良好的透明性和优异的综合性能，广泛应用于汽车工业、电子电气工业、机械工业等领域。
虽然PC材料及其合金有着极其广泛的应用，但是人们对PC材料的应用不断提出越来越高的耐温要求。如汽车高反射前灯外罩，聚光灯壳体，医用高温消毒器皿等，要求使用的透明PC材料维卡软化温度越来越高，且要求具有一定的抗菌性。而普通的PC材料只能达到130℃，难以达到其使用要求。如能用简单的共混挤出方法，生产出高耐温的透明 PC 材料，将大大降低材料的生产成本，具有广阔的市场应用前景。
发明内容
本发明的目的是要解决提高聚碳酸酯耐热性能，提供一种成本较低的耐高温抗紫外聚碳酸酯。
本发明另一目的为提供一种耐高温抗紫外聚碳酸酯的制备方法，该工艺简单易操作。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：
本发明提供了一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，是由以下重量百分比组成：
聚碳酸酯95.5~98%；
复合抗氧剂0.5%-1%；
耐热改性剂1%-3%；
抗UV助剂0.5%。
进一步的，所述聚碳酸酯为光气法双酚A型聚碳酸酯。
本发明所使用的复合抗氧剂是由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成；所述主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1:0.01；所述主抗氧剂是由亚磷酸酯抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按质量比4：1组成。
进一步的，所述耐热改性剂为亲二烯体，具有1,2-二取代乙烯基结构的五元环状单体。
上述耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺。
进一步的，所述抗UV助剂为羟基苯并三唑类紫外线吸收剂。
本发明还提供了一种耐高温抗紫外聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量配比称取聚碳酸酯、复合抗氧剂、耐热改性剂及抗UV助剂；
（2）把聚碳酸酯、复合抗氧剂、耐热改性剂、抗UV助剂分别加入高速混合机混合均匀；
（3）将混合完成的物料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒。
进一步的，所述双螺杆挤出机的长径比为35，工艺条件为：一区温度200~220℃，二区温度260~270℃，三区温度270~280℃，四区温度275~285℃，五区温度280~290℃，六区温度270~280℃，七区温度265~275℃，八区温度260~280℃，九区温度280~290℃，机头温度为285~295℃，螺杆转速为350~400rpm，喂料速度为45~50 rpm，切粒速度为600~700 rpm。
本发明加入耐热改性剂，将其嵌入高分子链中可以增加链的内旋阻力，从而提高聚碳酸酯的耐热性。而且该耐热改性剂有一定的抗菌性，可提高聚碳酸酯抗菌性能。
所述抗UV助剂为紫外线吸收剂，是羟基苯并三唑类紫外线吸收剂，对于需要高温下加工的聚合物具有非常好的效果，可以有效保护聚碳酸酯免收紫外线辐射影响，且不影响聚碳酸酯透光率。
本发明通过复配抗氧剂的加入，能显著提高聚碳酸酯的光稳定性、高耐热高效加工稳定性、对光稳定及抗氧化效性。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的耐高温抗紫外聚碳酸酯，具有140℃的热变形温度和150℃的维卡软化温度，透光率未下降，可满足耐高温使用需求；且具有较好的抗紫外老化性能和一定的抗菌性可满足特定客户需求；
（2）本发明的耐高温抗紫外聚碳酸酯可以通过较为简单的共混挤出造粒，相较其他反应合成方法，具有工艺简单，易操作，能耗低，成本低等优势。
具体实施方式
下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明：
在本发明的耐高温抗紫外聚碳酸酯中，聚碳酸酯为光气法双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为9，选优聊城鲁西聚碳酸酯有限公司的产品，商品牌号为LXTY1609-01；复合抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂、受阻酚类抗氧剂按比例复配，如：抗氧剂168、抗氧剂1076、PEPQ等为市售；耐热剂为具有1,2-二取代乙烯基结构的五元环状单体，如N-苯基马来酰亚胺，为市售；抗UV助剂为紫外线吸收剂，为巴斯夫公司生产的紫外线吸收剂UV-234，为市售。
实施例1：
一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯98％、复合抗氧剂(168、1076、PEPQ，其抗氧剂比例为1:4:0.05)0.5%、耐热改性剂（N-苯基马来酰亚胺）1％、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
实施例2：
一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯97％、复合抗氧剂(组成同实施例1)0.5%、耐热改性剂（N-苯基马来酰亚胺）2％、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
实施例3：
一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯96％、复合抗氧剂(组成同实施例1)0.5%、耐热改性剂（N-苯基马来酰亚胺）3％、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
实施例4：
一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯97.5％、复合抗氧剂(组成同实施例1)1%、耐热改性剂（N-苯基马来酰亚胺）1％、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
对比例1
一种聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯99％、复合抗氧剂(168、1076、PEPQ)0.5%、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
对比例2
一种聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯99％、抗氧剂（168：1076=1:4）0.5%、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
对比例3
一种聚碳酸酯，其组分按质量百分比为：聚碳酸酯99％、抗氧剂（168）0.5%、抗UV助剂0.5%。
制备方法：将聚碳酸酯放入120℃烘箱中烘干4h，按配比将各组分进行称重；放入高速混合机中650rpm混合5分钟后在双螺杆挤出机中以一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度270℃，四区温度275℃，五区温度280℃，六区温度270℃，七区温度265℃，八区温度260℃，九区温度280℃，机头温度为285℃，螺杆转速为350rpm进行共混挤出、冷却、切粒。
效果实施例
将上述实施例1-4及对比例1-3制备的聚碳酸酯颗粒经120℃烘干2h后，使用塑胶注塑成型机进行检测样件加工成标准要求试件。
产品性能测试方法如下：
热变形温度：按ISO 75-2:2003方法，120℃/h。
维卡软化温度：按ISO 306:1994，B120。
各实施例样品性能测试结果见下表1所示。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002

Claims (8)

1.一种耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，是由以下重量百分比原料组成：
聚碳酸酯95.5~98%；
复合抗氧剂0.5%-1%；
耐热改性剂1%-3%；
抗UV助剂0.5%。
2.根据权利要求1所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，所述聚碳酸酯为光气法双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，所述复合抗氧剂是由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成；所述主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1:0.01；所述主抗氧剂是由亚磷酸酯抗氧剂和受阻酚类抗氧剂按质量比4：1组成。
4.根据权利要求1所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，所述耐热改性剂为亲二烯体，具有1,2-二取代乙烯基结构的五元环状单体。
5.根据权利要求4所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，所述耐热改性剂为N-苯基马来酰亚胺。
6.根据权利要求1所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯，其特征在于，所述抗UV助剂为羟基苯并三唑类紫外线吸收剂。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的耐高温抗紫外聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量配比称取聚碳酸酯、复合抗氧剂、耐热改性剂及抗UV助剂；
（2）把聚碳酸酯、复合抗氧剂、耐热改性剂、抗UV助剂分别加入高速混合机混合均匀；
（3）将混合完成的物料经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为35，工艺条件为：一区温度200~220℃，二区温度260~270℃，三区温度270~280℃，四区温度275~285℃，五区温度280~290℃，六区温度270~280℃，七区温度265~275℃，八区温度260~280℃，九区温度280~290℃，机头温度为285~295℃，螺杆转速为350~400rpm，喂料速度为45~50rpm，切粒速度为600~700 rpm。
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