CN1962759A - 一种聚碳酸酯/苯乙烯－丙烯腈共聚物合金的制备方法 - Google Patents

一种聚碳酸酯/苯乙烯－丙烯腈共聚物合金的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种聚碳酸酯(PC)/苯乙烯－丙烯腈共聚物(SAN)合金的制备方法。采用不含双键的氢化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物或氢化聚异戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚物直接和聚碳酸酯、苯乙烯－丙烯腈共聚物、抗氧剂在双螺杆挤出机中共挤出制备改性的聚碳酸酯/苯乙烯－丙烯腈共聚物合金。其不但简化了加工工艺，并且制备的改性聚碳酸酯/苯乙烯－丙烯腈共聚物合金具有良好的机械性能和加工性能以及耐候性，尤其是缺口冲击强度和断裂生长率，与PC/ABS合金相比，缺口冲击强度提高50％，接近1000J/m左右，断裂生长率提高达300％，可达到120％左右。

Description

一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子合金的制备方法，特别是一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法，属于聚合物加工技术领域。
背景技术
如何通过共混技术实现聚碳酸酯的改性，赋于其更加优良的综合性能是人们关注的问题。国内外在PC的改性方面的报导很多，研制出了多种PC合金，如PC/ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，PC/PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)，PC/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PC/PE(聚乙烯)，PC/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，PC/PA(聚酰胺)等。
PC/SAN合金由于其加工性能差，冲击强度低，并不能直接作为工程塑料使用，而只是作为研究PC/ABS合金相容性的简化体系，国内外没有关于PC/SAN合金的专利报道。而经过聚丁二烯接枝的SAN与苯乙烯、丙烯腈乳液共聚的ABS，与PC制备的PC/ABS合金却具有较好的加工性和力学性能。
但是，未经改性的PC/ABS合金的性能有时并不能满足要求，因此，许多研究者采用加入相容剂的方法来进一步提高合金的性能。中国专利(CN1580126A)也提到用ABS/PP-g-MAH改性PC/ABS合金，改性后的合金冲击性能、弯曲性能、球压痕硬度以及维卡软化温度都得到了不同程度的提高。美国专利(US5717021)采用了一种含环氧基的a-烯烃聚合物作为增容剂，提高了PC/ABS共混物流动性能，且低温韧性和模量几乎未受到任何影响。各种改性方法对PC/ABS合金的冲击强度以及断裂伸长率的改良均有限
但是，由于ABS中含有双键，其耐候性较差。故工业上用不含双键的AES代替ABS开发了耐候性较好的PC/AES(丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯共聚物)合金。AES树脂中EPDM(三元乙丙橡胶)分子链双键含量少，故AES的耐候性比ABS高4～8倍。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法。通过该方法制备的聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金具有良好机械性能和加工性能以及耐候性。
本发明一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法如下，以下均以质量份表示：
将50-80份的聚碳酸酯、20-50份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、5-30份热塑性弹性体、0.3-0.5份的抗氧剂经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度230-260℃，停留时间1.5-3.5分钟，主机转速200-300转/分钟；经挤出后冷却、干燥、切粒即得聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金；其中热塑性弹性体为氢化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物或氢化聚异戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚物，氢化聚丁二烯或氢化聚异戊二烯含量为30-80wt％；聚碳酸酯为分子量10000-30000的双酚A型聚碳酸酯；苯乙烯-丙烯腈共聚物中的苯乙烯含量为30-80wt％；抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯的混合物，重量比为1/3-1/2。
本发明一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法，由于采用不含双键的氢化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物或氢化聚异戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚物直接和聚碳酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、抗氧剂在双螺杆挤出机中共挤出制备改性的聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金。其不但简化了加工工艺，并且制备的改性聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金具有良好的机械性能和加工性能以及耐候性，相比于未经改性的聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金和PC/ABS合金，其拉伸性能、弯曲性能和冲击性能都有明显提高，材料的加工性能得到改善。尤其是缺口冲击强度和断裂生长率，与PC/ABS合金相比，缺口冲击强度提高50％，接近1000J/m左右，断裂生长率提高达300％，达到120％左右。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施例：
聚碳酸酯为LG DOW Polycarbonate公司生产的PC201-15，分子量为23000；SAN为宁波乐金甬兴化工有限公司(韩国LG)的80HF，苯乙烯含量为77wt％；热塑性弹性体为日本Kuraray公司的SEPTON8006和SEPTON4055，其中SEPTON8006为氢化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物，苯乙烯含量为34wt％，SEPTON4055为氢化聚异戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚物，苯乙烯含量为31wt％。
抗氧剂选用化学名称为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox 1010，瑞士汽巴精化公司生产。以及三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯，商品名Irganox 168，瑞士汽巴精化公司生产，重量比为1010/168＝1/3-1/2。
对比例所用的ABS为德国BASF公司生产的GP-22，ABS-g-MAH为上海普利特复合材料有限公司生产。
本发明采用德国Berstorff公司生产的ZE-25双螺杆挤出机生产。
本发明主要测试性能如下：
缺口冲击强度按ASTM D256进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，缺口深度为2.2mm。测试设备为英国Ray-Ran公司的Ray-Ran冲击试验机。
拉伸性能测试按ASTM D638进行测试，试样尺寸为168mm×13mm×3.2mm，测试速度为50mm/min。测试设备为英国Instron公司的Instron 4456电子拉力实验机。
弯曲性能的测试按ASTM D790进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，跨距为50mm，测试速度为1.26mm/min。测试设备为英国Instron公司的Instron 4456电子拉力实验机。
维卡软化温度按测试标准DIN53640执行，测试设备为意大利CEAST公司的维卡热变形温度测试仪。
实施例1-4：
按表1中的配方，将聚碳酸酯、SAN、SEPTON8006、Irganox 1010和Irganox 168经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工条件如下：一区温度20-30℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度240℃；停留时间3分钟，主机转速200转/分钟。经挤出后冷却、干燥、切粒即得聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金，性能见表1。
实施例5：
按表1中的配方，将聚碳酸酯、SAN、SEPTONS006、Irganox 1010和Irganox 168经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工条件如下：一区温度20-30℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；停留时间3分钟，主机转速200转/分钟。经挤出后冷却、干燥、切粒即得聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金，性能见表1。
实施例6：
按表1中的配方，将聚碳酸酯、SAN、SEPTON4055、Irganox 1010和Irganox 168经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工条件如下：一区温度20-30℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度240℃；停留时间3分钟，主机转速200转/分钟。经挤出后冷却、干燥、切粒即得聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金，性能见表1。
对比例1：
按表1中的配方，将聚碳酸酯、SAN、Irganox 1010和Irganox 168经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工条件如下：一区温度20-30℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度240℃；停留时间3分钟，主机转速200转/分钟。经挤出后冷却、干燥、切粒即得未经热塑性弹性体改性的聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金，性能见表1。
对比例2：
按表1中的配方，将聚碳酸酯、ABS、ABS-g-MAH、Irganox 1010和Irganox 168经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工条件如下：一区温度20-30℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度240℃；停留时间3分钟，主机转速200转/分钟。经挤出后冷却、干燥、切粒即得聚碳酸酯/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物合金，性能见表1。
表1实施例和对比例配方及性能比较，表中均为质量份
 实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5  实施例6  对比例1  对比例2
    PC(g)   700   700   700   700   800   700   700   700
    SAN(g)   250   230   210   160   140   210   300   -
    SEPTON8006(g)   50   70   90   140   60   -   -   -
    SEPTON4055(g)   -   -   -   -   -   90   -   -
    1010/168(g)   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3
    ABS(g)   -   -   -   -   -   -   -   250
    ABS-g-MAH(g)   -   -   -   -   -   -   -   50
    IZOD缺口冲击强度(J/m) 656 971 831 851 740 587 130 622
    拉伸屈服强度(MPa) 58.8 55.3 53.3 45.8 54.7 50.7 68.6 57.8
    拉伸断裂强度(MPa) 48.2 47.9 48.2 41.9 45.6 49.6 48.9 45.8
    断裂伸长率(％)   113.2   119.0   124.1   -   -   121.5   23.8   25.6
    弯曲强度(MPa)   98.83   91.6   85.2   76.1   89.0   83.6   109.6   103.0
    弯曲模量(MPa)   2824   2659   2550   2132   2426   2276   3147   2402
    维卡软化温度(5kg)(℃) 123.8 123.6 124.5 124.7 133.8 125.7 129.5 -
从上表中可以看出，制备的改性聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金具有良好的机械性能和加工性能以及耐候性，相比于PC/SAN和PC/ABS合金，其拉伸性能、弯曲性能和冲击性能都有明显提高，材料的加工性能得到改善。尤其是缺口冲击强度和断裂生长率，与PC/ABS合金相比，缺口冲击强度提高50％，接近1000J/m左右，断裂生长率提高达300％，可达到120％左右。

Claims (1)

1.  一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金的制备方法，其特征在于制备方法如下，以下均以质量份表示：
将50-80份的聚碳酸酯、20-50份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、5-30份热塑性弹性体、0.3-0.5份的抗氧剂经高速混合器均匀混合后进入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的加工温度230-260℃，停留时间1.5-3.5分钟，主机转速200-300转/分钟；经挤出后冷却、干燥、切粒即得一种聚碳酸酯/苯乙烯-丙烯腈共聚物合金；其中热塑性弹性体为氢化聚丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物或氢化聚异戊二烯和苯乙烯的嵌段共聚物，氢化聚丁二烯或氢化聚异戊二烯含量为30-80wt％；聚碳酸酯为分子量10000-30000的双酚A型聚碳酸酯；苯乙烯-丙烯腈共聚物中的苯乙烯含量为30-80wt％；抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基酚)亚磷酸酯的混合物，重量比为1/3-1/2。
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