CN115286914A - 高冲透明可低温成型的pc合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法。该PC合金的原料包括以下重量份的组分：聚碳酸酯55‑85、聚酯树脂5‑25、磷酸盐5‑10、增韧剂5‑20、抗氧剂0.1‑1、润滑剂0.1‑1。制备时，将聚碳酸酯、聚酯树脂、磷酸盐、增韧剂、抗氧剂和润滑剂置于高速混合机内搅拌；然后将所得混合物经计量装置送入双螺杆挤出机，经熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。与现有技术相比，本发明的制备方法工艺过程简单、能耗低，保留PC原有的高透明度，降低PC注塑温度，同时解决PC韧性不足的问题，降低生产能耗以及提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料成型加工领域，尤其是涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法。
背景技术
纯聚碳酸酯(PC)树脂，具有优异的光学透过性能，透明度可高达91％，同时其还具备优异的冲击韧性、耐热性能以及阻燃性能等，目前已被广泛应用于照明系统、电子电器、汽车、家电等领域，然而，未经改性的聚碳酸酯由于其分子结构的特殊性，通常存在以下两个最为突出的问题：PC的熔体粘度大，存在缺口敏感和厚度敏感性，需要在非常高的温度下才能加工成型，其不仅需要消耗更高的生产成本，而且在加工成型过程中易形成应力集中点，容易导致长期使用过程中出现卡扣开裂风险。
降低PC注塑成型温度的手段一般有以下三种方式：一、使用低分子量高流动型PC；二、使用含硅共聚的共聚PC树脂；三：添加不影响PC透明度的低温注塑助剂；前面两种方法对降低注塑温度非常有限。专利CN111849141A公开使用磷酸盐改性PC可以降低注塑成型温度30-50℃，用PETG/PCTG/PCTA等聚酯改性PC，来提高PC冲击性能，得到一种透明可低温注塑的PC/聚酯合金，虽然共聚聚酯树脂与PC的相容性较好，但对PC韧性提高有限，共聚聚酯来源有限且价格高，其并不适合应用于在冲击性能要求高的零部件，如透明汽车IP饰条。
为此，在解决上述问题的基础上开发一种高冲透明可低温成型的PC合金是非常有实际意义的。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，保留了PC原有的高透明度，同时解决PC韧性不足的问题、降低生产能耗以及提高生产效率。
申请人在构思历程中认为，提高PC韧性的方法一般是添加橡胶，主要用于PC增韧的橡胶有：丁二烯橡胶为核甲基丙烯酸甲酯树脂为壳的核壳结构的MBS橡胶，以及丙烯酸酯橡胶为核甲基丙烯酸树脂为壳的核壳结构的ACR类橡胶，两种橡胶均能达到很好地增韧效果，但是由于市面上常见的MBS/ACR橡胶，与PC树脂的折光指数相差较大，会严重影响PC的透明度，即本方案认为增韧剂的选择至关重要。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明的第一个目的是提供一种高冲透明可低温成型的PC合金，所述高冲透明可低温成型的PC合金包括以下重量份的各组分：
优选地，所述高冲透明可低温成型的PC合金包括以下重量份的各组分：
优选地，所述聚碳酸酯熔体流动速率为3-20g/10min(300℃/1.2kg)，数均分子量在24000-30000g/mol。
优选地，所述聚酯树脂为PCTA、PCTG、PETG中一种或多种的组合。
优选地，所述磷酸盐为六苯氧基三磷腈、多聚磷酸盐、低聚芳基磷酸盐、磷酸三苯酯中一种或多种的组合。
优选地，所述增韧剂为MBS、ACR中的一种或者多种的组合。
进一步优选地，所述增韧剂的折光指数为1.56-1.58。
进一步优选地，所述增韧剂的折光指数为1.57。
优选地，所述抗氧剂为市售抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1010中的一种或者多种的组合。
优选地，所述润滑剂为季戊四醇酯、硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种的组合。
本发明的第二个目的是提供一种高冲透明可低温成型的PC合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚碳酸酯、聚酯树脂、磷酸盐、增韧剂、抗氧剂和润滑剂置于高速混合机内搅拌，得到混合物A；
(2)将得到的混合物A经计量装置送入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
所述混合物A包括以下重量份的各组分：
所述双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，螺杆转速为400-600rpm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的制备方法工艺过程简单、能耗低，增韧剂与PC以及PETG基体的折光指数一致，其保留PC原有的高透明度，降低PC注塑温度，同时提高PC的冲击强度韧性，解决PC韧性不足的问题，能够降低生产能耗以及提高生产效率。
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，但绝不是对本发明的限制。本技术方案中如未明确说明的制备手段、材料、结构或组成配比等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。
本发明中，聚碳酸酯，PC-1100，乐天，熔体流动速率为10g/10min(300℃/1.2kg)。
聚酯树脂，K2012，韩国SK。
磷酸盐，BDP，万盛。
增韧剂1，ACR，日本钟渊，折光指数为1.57。
增韧剂2，MBS，LG，折光指数为1.513。
抗氧剂，1010/168，ciba。
润滑剂，PETS，发基。
实施例1
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：80kg、聚酯树脂：10kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：5kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例2
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：75kg、聚酯树脂：10kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：10kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例3
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：70kg、聚酯树脂：10kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：15kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例4
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：65kg、聚酯树脂：10kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：20kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例5
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：80kg、聚酯树脂：5kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：10kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例6
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：55kg、聚酯树脂：25kg、磷酸盐：10kg、增韧剂1：10kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
实施例7
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：70kg，聚酯树脂：10kg，磷酸盐：10kg，增韧剂1：10kg，抗氧剂：0.5kg，润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
对比例1
本实施例涉及一种透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：70kg、聚酯树脂：25kg、磷酸盐：5kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到透明可低温成型的PC合金。
对比例2
本实施例涉及一种高冲透明的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：100kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明PC树脂。
对比例3
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：85kg、磷酸盐：5kg、增韧剂1：10kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
对比例4
本实施例涉及一种高冲透明可低温成型的PC合金及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照重量称取各组分：聚碳酸酯：80kg、磷酸盐：10kg、增韧剂2：5kg、抗氧剂：0.5kg、润滑剂：0.5kg；
(2)将上述原料按配比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，双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，在螺杆的输送、剪切和混炼下，将物料熔化、复合，螺杆600rpm转速条件下进行熔融挤出，冷却造粒，得到不透明的PC合金。
上述实施例1-7及对比例1-4各组分见表1。
表1 PC合金物性检测标准。
将上述实施例1-7及对比例1-4得到的PC合金根据相关测试标准进行主要物性的检测，相关测试标准如表2所示。
表2相关测试标准。
将上述实施例1-7及对比例1-4得到的PC合金根据相关测试标准进行主要物性的检测，测试其密度、拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度、透过率及流长比，相关测试结果如表3所示。
表3实施例1-7及对比例1-4得到的PC合金物性指标测试结果。
对比实施例1-4与对比例1可以看出，随着增韧剂含量的增加，冲击强度提高明显，同时也能看到增韧剂对透明低温成型PC合金的增韧效果比添加聚酯树脂的高，在一定程度上可以降低聚酯树脂的含量，达到降本的目的；另外随着增韧剂的加入，对低温成型PC合金透过率没有明显的影响，这个可能是该增韧剂与PC以及PETG基体的折光指数一致的缘故。对比实施例1-7以及对比例2和3可以看出，当增韧剂的含量提高时，其流长比也变大，越有利于低温成型，其降低了生产能耗并大大提高生产效率。对比实施例1与对比例4可知，使用增韧剂2对透明度有明显的影响。
上述的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 (10)
1.一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述高冲透明可低温成型的PC合金包括以下重量份的各组分：
2.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述聚碳酸酯熔体流动速率为3-20g/10min(300℃/1.2kg)，数均分子量为24000-30000g/mol。
3.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述聚酯树脂为PCTA、PCTG、PETG中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述磷酸盐为六苯氧基三磷腈、多聚磷酸盐、低聚芳基磷酸盐、磷酸三苯酯中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述增韧剂为MBS、ACR中的一种或多种的组合；
所述增韧剂的折光指数为1.56-1.58。
6.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂245、抗氧剂1010中的一种或者几种的组合。
7.根据权利要求1所述一种高冲透明可低温成型的PC合金，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇酯、硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺中的一种或者几种的组合。
8.一种如权利要求1～7任一所述高冲透明可低温成型的PC合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚碳酸酯、聚酯树脂、磷酸盐、增韧剂、抗氧剂和润滑剂置于高速混合机内搅拌，得到混合物A；
(2)将得到的混合物A经计量装置送入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融挤出，冷却造粒，得到高冲透明可低温成型的PC合金。
9.根据权利要求8所述一种高冲透明可低温成型的PC合金的制备方法，其特征在于，所述混合物A包括以下组分及重量份含量：
10.根据权利要求8所述一种高冲透明可低温成型的PC合金的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机从加料口到口模的温度分别设置为：1-2区为180～220℃，3-5区为220～240℃，6-10区为240～250℃，螺杆转速为400-600rpm。
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