CN103073865A - 一种pc与共聚酯共混物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于高分子材料技术领域，提供了一种PC与共聚酯共混物及其制备方法，所述PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂69-90.6%：共聚酯5-20%：增韧剂3-7%：相容剂1-3%：抗氧剂0.2-0.5%：加工助剂0.2-0.5%。在此通过加入共聚酯，从而改善PC树脂的流动性，降低加工成型温度，扩大使用范围。另外，还改善了原有PC树脂的难加工、不耐溶剂，耐候性差的缺点，同时保持了其原有的高抗冲性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种PC与共聚酯共混物及其制备方法。
背景技术
双酚A型芳香族聚碳酸酯（PC），作为一类综合性能优越的工程塑料，应用范围越来越广。但它也存在一些缺点：如加工流动性差，易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳、水解稳定性不够高，耐溶剂性能差，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种PC与共聚酯共混物，旨在解决现有PC加工流动性差的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种PC与共聚酯共混物，由以下原材料按重量百分比配制而成：
本发明实施例的另一目的在于提供一种PC与共聚酯共混物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
按照上述PC与共聚酯共混物配方分别称取各组份；
将各组份混合均匀；
使各组份熔融后挤出造粒。
本发明实施例通过加入共聚酯，从而改善PC树脂的流动性，降低加工成型温度，扩大使用范围。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过加入共聚酯，从而改善PC树脂的流动性，降低加工成型温度，扩大使用范围。
本发明实施例提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：
本发明实施例提供的制备PC与共聚酯共混物的方法包括如下步骤：
按照上述PC与共聚酯共混物配方分别称取各组份；
将各组份混合均匀；
使各组份熔融后挤出造粒。
本发明实施例中所述PC树脂优选为双酚A型芳香族聚碳酸酯，分子量为25000-30000，此处选用日本出光的PC IR2200。所述共聚酯优选为聚对苯二甲 酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，此处选用美国伊斯曼研制生产的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。其中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯由对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇三种单体用酯交换法缩聚的产物，当1,4-环己烷二甲醇含量少于50%为PETG，当1,4-环己烷二甲醇含量超过50%为PCTG。该聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯与PET相比，多了1,4-环己烷二甲醇共聚单体；与PCT相比，多了乙二醇共聚单体。因此，本共聚酯的性能和PET、PCT大不相同。
其中，所述增韧剂优选为由有机硅、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸甲酯组成的有机硅-丙烯酸酯类增韧剂，型号为SIM100，由LG化学生产，北京星贝达化工材料有限公司提供。所述相容剂为由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE，型号为T55-GMA，自制而成。其中，所述相容剂由以下组份按重量百分比配制而成：
进一步地，所述相容剂为由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE，制备工艺如下：
按照上述相容剂的配方称取各组分；
将所述DCP先溶于甲基丙烯酸缩水甘油酯，再将其与丙烯酸丁酯、苯乙烯溶于丙酮中，得到混合液；
使所述混合液与POE混合均匀，得到含POE的混合物料；
将所述含POE的混合物料投入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，挤出、造粒，得到由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE；
其中，所述熔融挤出工艺条件为：反应段温度为150～180℃，螺杆转速为100～200r/min。
具体地，所述抗氧剂由酚类抗氧剂1076(即β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯)与亚磷酸酯类抗氧剂168(即三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)复配而成，所述加工助剂为润滑剂EBS(即N,N'-乙撑双硬脂酰胺）。
下面列举若干实施例对本发明的实现进行详细描述。
实施例一
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂90份，共聚酯PETG5份，增韧剂SIM3份，相容剂T55-GMA1份，抗氧剂10760.3份，抗氧剂1680.2份，润滑剂EBS0.5份。
在此先干燥90份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为10MPa，螺杆转速450转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.08份DCP溶于1.2份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与0.8份丙烯酸丁酯、1.2份苯乙烯溶于5份丙酮后，与91.72份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为120r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例二
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂82.3份，共聚酯PETG10份，增韧剂SIM5份,相容剂T55-GMA2份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.3份，润滑剂EBS0.2份。
在此先干燥82.3份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为11MPa，螺杆转速445转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.1份DCP溶于1.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1份丙烯酸丁酯、1.5份苯乙烯溶于7份丙酮后，与88.9份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为110r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例三
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂86份，共聚酯PETG15份，增韧剂SIM7份,相容剂T55-GMA1份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.3份，润滑剂EBS0.5份。
在此先干燥86份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240 ℃，物料停留时间2～3min，压力为13MPa，螺杆转速420转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.05份DCP溶于1.2份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1.2份丙烯酸丁酯、1.3份苯乙烯溶于6份丙酮后，与90.25份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为130r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例四
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂69.1份，共聚酯PETG20份，增韧剂SIM7份,相容剂T55-GMA3份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.3份，润滑剂EBS0.4份。
在此先干燥69.1份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为15MPa，螺杆转速415转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.1份DCP溶于1.7份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1.5份丙烯酸丁酯、1.7份苯乙烯溶于8份丙酮后，与87份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中 进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为160r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例五
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂87.5份，共聚酯PCTG5份，增韧剂SIM5份,相容剂T55-GMA2份，抗氧剂10760.1份，抗氧剂1680.1份，润滑剂EBS0.3份。
在此先干燥87.5份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为16MPa，螺杆转速413转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.15份DCP溶于1.2份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与0.8份丙烯酸丁酯、1.2份苯乙烯溶于5份丙酮后，与91.65份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为140r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例六
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂85.2份，共聚酯PCTG10份，增韧剂SIM3份,相容剂T55-GMA1份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.1份，润滑剂EBS0.5份。
在此先干燥85.2份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂， 抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为18MPa，螺杆转速410转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.12份DCP溶于1.4份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1份丙烯酸丁酯、1.7份苯乙烯溶于6份丙酮后，与89.78份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为180r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例七
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂84份，共聚酯PCTG15份，增韧剂SIM7份,相容剂T55-GMA3份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.3份，润滑剂EBS0.5份。
在此先干燥84份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为19MPa，螺杆转速405转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.12份DCP溶于1.7份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1.5份丙烯酸丁酯、1.7份苯乙烯溶于8份丙酮后，与86.98份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为200r/min。挤出料条经冷却、造粒。
实施例八
本实施例所提供的PC与共聚酯共混物由以下组份按重量百分比配制而成：PC树脂88份，共聚酯PCTG20份，增韧剂SIM5份,相容剂T55-GMA2份，抗氧剂10760.2份，抗氧剂1680.3份，润滑剂EBS0.5份。
在此先干燥88份的PC树脂，再与上述比例的共聚酯，增韧剂，相容剂，抗氧剂，润滑剂一起在混料桶中混合均匀，经双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒即可。双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度160-210℃，二区温度190-220℃，三区温度210-230℃，四区温度220-230℃，五区温度225-235℃，六区温度220-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，模头温度230-240℃，物料停留时间2～3min，压力为20MPa，螺杆转速401转/min。其中，所述PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥2-4小时即可。该制备过程简单，适于批量生产。
另外，所述相容剂T55-GMA的制备工艺：
1）混料：将0.08份DCP溶于1.5份甲基丙烯酸缩水甘油酯中，再将其与1.2份丙烯酸丁酯、1.5份苯乙烯溶于7份丙酮后，与88.72份POE预先混合均匀。
2）反应：将混合好的物料停放一段时间，然后将其加入到双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应。双螺杆挤出机的反应段温度范围为150～180℃之间，主机螺杆转速为100r/min。挤出料条经冷却、造粒。
性能测试
此处将制备好的共混物置于温度为100℃的鼓风干燥箱中干燥4-6小时，在海天注塑机上制样。冷却放置24小时候后测试，测试标准为美国标准。拉伸强度标准：ASTM D638，试样类型为I型，样条尺寸为57mm*13mm*3.2mm(有效尺寸)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度标准：ASTM D790，样条尺寸为128mm*13mm*3.2mm，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁冲击标准：ASTM D256，样条尺寸为63.5mm*12.7mm*3.2mm，缺口剩余宽度为10.71mm；熔融指数标准：ASTM D1238，260℃/5kg；热变形温度标准:ASTM D648/载荷1.82MPa，样条尺寸为128mm*13mm*6.4mm。
表一试验物理性能结果对照
从表一数据可知，本发明制备的共混物，界面相容性好，抗冲击强度高。流动性好，加工温度低，注塑温度为230-260度，比PC的280-320度注塑温度下降50度，大大改善了加工成型性。
表二耐溶剂测试
| PC树脂30S | 共聚酯改性后30S | PC树脂3min | 共聚酯改性后3min | |
| 四氯化碳 | × | ◎ | × | ◎ |
| 冰醋酸 | ◎ | ◎ | × | ◎ |
| 乙酸乙酯 | ◎ | ◎ | × | ◎ |
| 甲苯 | ◎ | ◎ | × | ◎ |
◎表示可通过
×表示不能通过
从表二数据可知，经共聚酯改性后的PC料，其耐溶剂性能大大提高。由此可应于户外大型制件及工作环境差（各种油污的环境）的零部件。综上，本配比制成的共混物改善了PC树脂的难加工、不耐溶剂，耐候性差的缺点，同时保持了其原有的高抗冲性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种PC与共聚酯共混物，其特征在于，由以下组份按重量百分比配制而成：
2.如权利要求1所述的PC与共聚酯共混物，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，分子量为25000-30000；
所述共聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。
3.如权利要求2所述的PC与共聚酯共混物，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯由对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇三种单体用酯交换法缩聚的产物，当1,4-环己烷二甲醇含量少于50%为PETG，当1,4-环己烷二甲醇含量超过50%为PCTG。
4.如权利要求3所述的PC与共聚酯共混物，其特征在于，所述增韧剂为有机硅-丙烯酸酯类增韧剂；
所述相容剂为由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE。
5.如权利要求4所述的PC与共聚酯共混物，其特征在于：所述相容剂由以下组份按重量百分比配制而成：
6.如权利要求3所述的PC与共聚酯共混物，其特征在于，所述抗氧剂由酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，所述加工助剂为润滑剂。
7.一种PC与共聚酯共混物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按照权利要求1～4中任一项所述的PC与共聚酯共混物配方分别称取各组份；
将各组份混合均匀；
使各组份熔融后挤出造粒。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述相容剂为由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE，制备工艺如下：
按照权利要求5所述的相容剂的配方称取各组分；
将所述DCP溶于甲基丙烯酸缩水甘油酯，再将其与丙烯酸丁酯、苯乙烯溶于丙酮中，得到混合液；
使所述混合液与POE混合均匀，得到含POE的混合物料；
将所述含POE的混合物料投入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，挤出、造粒，得到由丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能团接枝改性的POE；
其中，所述熔融挤出工艺条件为：反应段温度为150～180℃，螺杆转速为100～200r/min。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述各组份经由双螺杆挤出机熔融反应后，挤出造粒，其中所述双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度为160-210℃、二区温度为190-220℃、三区温度为210-230℃、四区温度为220-230℃、五区温度为225-235℃、六区温度为220-230℃、七区温度为210-230℃、八区温度为210-230℃，压力为10~20Mpa。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，物料停留时间为2~3min，螺杆转速为400-450r/min。
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