CN1569960A - 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法，即采用乙烯－丙烯酸丁酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯－辛烯共聚物两种增韧剂并用的技术，与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯在双螺杆挤出机中进行共混，制得高性能的合金，该方法具有生产工艺简单，加工性能好等优点，所制备的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料，可用作机械、汽车部件等材料。
Description
技术领域：
本发明涉及工程塑料合金的制备方法，特别是聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(PC)是一种无定形的热塑性聚合物，具有良好的力学性能、耐热性和电性能，特别是具有良好的耐冲击性能，在工程塑料中居首位，在电器、电子、医疗器械等诸多领域得到广泛应用，但是PC的熔体粘度大，流动性差、耐溶剂性差，特别是对有机溶剂和碱性药品的耐受性差，在溶剂和碱性环境下易发生应力开裂和溶胀，并且对缺口敏感。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶性的热塑性塑料，结晶速度快，适合于高速成型，具有耐化学药品性、熔体流动性好的特点，但是缺口冲击强度低，高负荷下热变形温度低。把聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯直接混和制得得合金缺口冲击强度低、韧性差，难以满足工程材料的要求。为了提高聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的韧性，国内外学者对此进行了研究。Chacko等在聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混体系中加入20wt％MBS能提高冲击强度(US Patent，4，677，150)。William等在聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯共混体系中加入10wt％功能化的多层结构MBS提高冲击强度(Journal of Applied Polymer Science 2000，76，1280-1284)。赵梓年等将PS-g-橡胶作为增容剂与PC，PBT共混制得PC/PBT合金，当加入15份增容剂时可以大幅度提高共混物的冲击强度(现代塑料加工应用2001，13，13)。但是由于用来增韧的弹性体的用量较大，使得合金的模量下降较大。张皓瑜等提供了一种PC/PBT合金的制备方法，即采用乙烯-辛烯共聚物作为界面增容剂和改性剂，用量为7-12份，与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯在双螺杆中进行共混，制成高性能的合金(CN1245182)。但是，由于乙烯-辛烯共聚物与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯的极性差异较大使得乙烯-辛烯共聚物与聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯体系的相容性较差，在对聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯体系改性，特别是对聚对苯二甲酸丁二醇酯含量高的体系进行改性时，缺口冲击强度提高幅度不大。
发明内容：
本发明的目的是提供聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法，即采用乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物并用的技术，将它们与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯在双螺杆挤出机中进行共混，制得高性能的合金。
乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物由于含有环氧官能团和低的玻璃化转变温度，-50℃，是聚酯的优良的增韧剂。乙烯-辛烯共聚物是一种很好的热塑性弹性体，并且可以改变聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶形态和共混物的相结构，将乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物并用后，不仅可以通过乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物增加PBT、PC两者的相容性，而且可以通过乙烯-辛烯共聚物改变共混物的形态结构，从而使聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金具有更优异的性能。
本发明一种新的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法如下：
先将聚碳酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯在真空烘箱中110-130℃下干燥4小时以上，然后在双螺杆挤出机中加入聚碳酸酯50重量份，聚对苯二甲酸丁二醇酯50重量份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物1.25-7重量份，乙烯-辛烯共聚物1.25-7重量份，在230-250℃下共混挤出，螺杆转速为250-350rpm，经过造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金。
本发明所用的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的熔融指数在5-15dg/min之间，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯含量在5-15％之间。
本发明所用的乙烯-辛烯共聚物的熔融指数在0.5-5dg/min之间，其中辛烯含量在20-40wt％之间。
本发明制得的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料具有很好的抗冲击性能，其缺口冲击强度为782J/m，拉伸强度为42MPa，断裂伸长率为252％，弯曲强度为73MPa，弯曲模量为1957MPa，能很好地满足工程材料的要求，用于机械、汽车等部件。本发明所提供的制备方法操作方便、工艺简单的特点，具有良好的工业化前景。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1-3：按表-1中的配方，先将聚碳酸酯(PC，牌号：PC110，旭美化成股份有限公司)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌号：L2100-G，仪化集团公司工程塑料厂)用真空烘箱在120℃下干燥4小时后，与乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW，牌号：ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌号：Engage8180，DuPont-Dow)一起加入到双螺杆挤出机中进行混炼，共混温度为230-250℃，螺杆转速为250-350rpm，将挤出的粒料用普通烘箱在100℃下干燥4小时后在注塑机上制得标准样条，注塑温度为：230-259℃。试样分别按照ISO R527，ISO 178，ISO 180标准测试拉伸、弯曲、冲击等性能指标。
测试结果如表-1所示，加入PTW和POE后，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯体系的缺口冲击强度有明显的提高，将PTW和POE并用，特别是PTW和POE的重量比为50比50，与单独用PTW或POE相比，韧性有更大的提高。
表-1
实例 对照例 对照例 对照例 对照例 l 2 3
1 2 3 4(注)
配方(重
量份数)
PC 50 50 50 50 50 50 50
PBT 50 50 50 50 50 50 50
PTW 7 1.25 3.5 5.75
POE 7 7 5.75 3.5 1.25
物理机
械性能
缺口冲 41 405 430 262 440 559 440
击强度，
J/m
拉伸强 59 49 53 55 52 52 53
度，MPa
断裂伸 28 116 125 92 80 142 70
长率，％
弯曲强 89 58. 73 78 75 76 77
度，MPa
弯曲模 2299 1738 1814 1619 1764 1809 1782
量，MPa
注：对照例4来自专利CN1245182
实施例4-8：按表-2中的配方，先将聚碳酸酯(PC，牌号：PC110，旭美化成股份有限公司)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌号：L2100-G，仪化集团公司工程塑料厂)用真空烘箱在120℃下干燥4小时后，与乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW，牌号：ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌号：Engage8180，DuPont-Dow)一起加入到双螺杆挤出机中进行混炼，共混温度为230-250℃，螺杆转速为250-350rpm，将挤出的粒料用普通烘箱在100℃下干燥4小时后在注塑机上制得标准样条，注塑温度为：230-259℃。试样分别按照ISO R527，ISO 178，ISO 180标准测试拉伸、弯曲、冲击等性能指标，测试结果如表-2所示，随着PTW和POE用量的增加，缺口冲击强度有显著增加，并且比单用PTW和POE的效果好，数据没有细列。
表-2
实例 4 5 6 7
配方(重量份
数)
PC 50 50 50 50
PBT 50 50 50 50
PTW 1.5 2.5 5 7
POE 1.5 2.5 5 7
物理机械性能
缺口冲击强 166 474 573 601
度，J/m
拉伸强度， 57 52 47 46
Mpa
断裂伸长率， 126 130 150 167
％
弯曲强度， 84 77 70 67.1
Mpa
弯曲模量， 2012 1879 1765 1678
Mpa
实施例8-12：按表-3中的配方，先将聚碳酸酯(PC，牌号：PC110，旭美化成股份有限公司)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌号：L1075，仪化集团公司工程塑料厂)用真空烘箱在120℃下干燥4小时后，与乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW，牌号：ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌号：Engage8180，Engage8150，Engage8100，Engage8200，Engage8003，DuPont-Dow)一起加入到双螺杆挤出机中进行混炼，共混温度为：230-250℃，螺杆转速为250-350rpm，将挤出的粒料用普通烘箱在100℃下干燥4小时后在注塑机上制得标准样条，注塑温度为：230-259℃，试样分别按照ISO R527，ISO 178，ISO 180标准测试拉伸、弯曲、冲击等性能指标，测试结果如表-3所示，将PTW和POE并用到PC和粘度较小的PBT构成的共混体系中，同样会显著提高合金材料的缺口冲击强度。
表-3
实例 对照例4 8 9 10 11 12
配方(重量
份数)
PC 50 50 50 50 50 50
PBT 50 50 50 50 50 50
PTW 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
POE
Engage8180 3.5
Engage8150 3.5
Engage8100 3.5
Engage8200 3.5
Engage8003 3.5
物理机械性
能
缺口冲击强 73 782 724 769 748 731
度，J/m
拉伸强度， 45 42 42 42 42 41
Mpa
断裂伸长 45 73 73 73 73 73
Mpa
弯曲模量， 2181 1957 1948 1901 1946 1955
Mpa
Claims (3)
1.聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法，其特征制备方法如下：先将聚碳酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯在真空烘箱中110-130℃下干燥4小时以上，然后在双螺杆挤出机中加入聚碳酸酯50重量份，聚对苯二甲酸丁二醇酯50重量份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物1.25-7重量份，乙烯-辛烯共聚物1.25-7重量份，在230-250℃下共混挤出，螺杆转速为250-350rpm，经过造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法，其特征在于乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的熔融指数在5-15dg/min之间，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯含量在5-15％之间。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的制备方法，其特征在于乙烯-辛烯共聚物的熔融指数在0.5-5dg/min之间，其中辛烯含量在20-40wt％之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Ningbo Shuaitelong Autoparts Co., Ltd. Assignor: Shanghai Jiao Tong University Contract fulfillment period: 2008.8.25 to 2024.5.12 Contract record no.: 2008990001059 Denomination of invention: Polycarbonate/poly-butylene terephthalate alloy preparing method Granted publication date: 20060614 License type: Exclusive license Record date: 20081103 |
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.8.25 TO 2024.5.12; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: NINGBO SHUAITELONG VEHICLE PARTS CO., LTD. Effective date: 20081103 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090220 Address after: Ningbo Yinzhou District Zhen Zhen Zhen Yuan bridge Patentee after: Ningbo Shuaitelong Autoparts Co., Ltd. Address before: No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District Patentee before: Shanghai Jiao Tong University |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NINGBO SHUAITELONG VEHICLE PARTS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI JIAOTONG UNIV. Effective date: 20090220 |
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Owner name: NINGBO SHUAITELONG GROUP CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: NINGBO SHUAITELONG AUTOPARTS CO., LTD. |
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Granted publication date: 20060614 Termination date: 20190513 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |