CN114031922A - 一种车用耐低温冲击pcpbt合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于PC/PBT合金塑料领域，具体公开了一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料及其制备方法，所述车用耐低温冲击PCPBT合金材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯（PC）100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）50‑80份、增韧剂20‑40份、相容剂10‑30份、酯交换抑制剂10‑20份、抗氧剂8‑16份、偶联剂5‑10份；所述聚碳酸酯平均分子量在35000‑45000之间；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为250‑350，平均分子量在45000‑55000之间；本发明公开的PC/PBT合金塑料成本低，韧性优异，可为汽车行业乃至其它行业带来更广泛的应用领域和更大的利润空间，满足客户对在低温下使用的材料提出的日益严格的韧性要求。
Description
技术领域
本发明属于PC/PBT合金塑料领域，具体公开了一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)工程塑料具有结晶速度快、易实现高速成型、耐候性、电性能佳等优点，广泛应用于汽车、电子电器以及机械制造行业，目前已成为第五大工程塑料。然而，PBT树脂的缺口冲击强度较低，成型收缩较大，高温下刚性差等缺点，这些问题，在一定程度上限制了PBT树脂在某些领域的发展应用。聚碳酸酯(PC)具有良好的力学性能、耐热性能与电性能，特别是耐冲击性能尤为突出，但是因为PC分子刚性和空间位阻力较大，所以PC的熔融温度较高，加工困难，难以制作大型薄壁制品，且产品残余应力也较大，易于应力开裂。因而，将PC与PBT共混对于PBT而言，可以有效的提高其热变形温度与降低其收缩率与翘度，但是对PBT抗冲击性的提高程度却不大；而对于聚碳酸酯(PC)而言则其冲击性能也大大的降低。
随着全球汽车工业的飞速发展以及汽车轻量化要求的愈演愈烈，近年来，汽车用改性塑料需求逐年递增，其中PC/PBT合金材料因为它各方性能的优异均衡性，比如耐热高、尺寸稳定性良好等特点，已成为了共混改性市场的发展重点。目前，PC/PBT合金材料可广泛用于汽车各个零部件，如汽车保险杠、汽车车把手、汽车车身侧板、电气、电子设备部件等，PC/PBT合金材料是共混改性市场的发展重点。
众所周知，PC/PBT合金材料具有良好的常温冲击韧性，但随着汽车材料结构的日趋复杂，对材料韧性提出了更加苛刻的要求，传统PC/PBT合金材料的冲击韧性已无法满足低温使用的要求，这势必使得PC/PBT材料在此领域应用受到较大的限制。
发明内容
针对上述情况，本发明公开了一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料制备而成：
所述聚碳酸酯平均分子量在35000-45000之间；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为250-350，平均分子量在45000-55000之间。
优选的，所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种。
优选的，所述相容剂选自氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯中的一种。
优选的，所述酯交换抑制剂选自磷酸二氢钠、亚磷酸三苯酯、焦磷酸二氢二钠中的一种。
优选的，所述抗氧剂选自二烷基二硫代磷酸锌、N-苯基-α-萘胺、巯基苯并噻唑中的一种。
优选的，所述偶联剂选自铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
优选的，一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料组成：
所述聚碳酸酯平均分子量为40000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为300，平均分子量50000。
优选的，一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料组成：
所述聚碳酸酯平均分子量为40000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为300，平均分子量50000。
进一步的，上述车用耐低温冲击PCPBT合金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯材料于80-90℃温度下干燥2-4h，
S2按配方称量聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂；
S3将上述原料和助剂于搅拌桶中混合均匀；
S4将混合物物料加入双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在230-270℃；
S5挤出、拉条、水冷并切粒后得到所述的耐低温冲击性PCPBT合金材料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明公开了一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，从基础材料和助剂出发，进行合理有效的筛选，采用高分子量的PC和PBT原料合理的比例与增韧剂共混，加入相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂等助剂，同时选用中剪切排列的螺杆结构和合理的挤出工艺。PC与PBT分子结构相似具有一定的相容性，但是加工过程中容易产生不定的酯交换反应，使聚合物的结构发生改变，分子变的不稳定最后导致造成降解。相容剂的加入，在不会对共混物的低温抗冲击性能造成影响的前提下，能够有效的提高PC与PBT的相容性。可用于汽车行业的各种部件中，具有广阔的市场空间。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场渠道购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料制备而成：
所述聚碳酸酯平均分子量在35000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为250，平均分子量在45000；
制备方法由以下步骤组成：
S1将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯材料于80℃温度下干燥2h，
S2按配方称量聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂；
S3将上述原料和助剂于搅拌桶中混合均匀；
S4将混合物物料加入双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在230℃；
S5挤出、拉条、水冷并切粒后得到所述的耐低温冲击性PCPBT合金材料。
实施例2
一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料制备而成：
所述聚碳酸酯平均分子量为40000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为300，平均分子量50000。
制备方法由以下步骤组成：
S1将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯材料于85℃温度下干燥3h，
S2按配方称量聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂；
S3将上述原料和助剂于搅拌桶中混合均匀；
S4将混合物物料加入双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在250℃；
S5挤出、拉条、水冷并切粒后得到所述的耐低温冲击性PCPBT合金材料。
实施例3
一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，由以下重量份的原料制备而成：
所述聚碳酸酯平均分子量在45000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为350，平均分子量在55000；
制备方法由以下步骤组成：
S1将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯材料于90℃温度下干燥4h，
S2按配方称量聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂；
S3将上述原料和助剂于搅拌桶中混合均匀；
S4将混合物物料加入双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在270℃；
S5挤出、拉条、水冷并切粒后得到所述的耐低温冲击性PCPBT合金材料。
测试例
将实施例1-3制备获得的车用耐低温冲击PCPBT合金材料，与市售的PCPBT合金材料作为对比例进行对比检测，结果见表1.
表1性能测试
从上述表1可见，发明通过不同种类酯交换抑制剂、增韧剂对耐低温冲击PC/PBT复合材料进行改性，优选出高抗冲击性能优异、耐低温性好的组合。同时，本项目通过不同种类偶联剂和相容剂对耐低温冲击PC/PBT复合材料进行改性，优选出相容剂好的组合。本项目通过不同种类PC、PBT对PC/PBT合金进行改性，优选出韧性好、性能稳定的组合，该材料具有低温高抗冲性，尺寸稳定性好的特点，可用于汽车行业的各种部件中，具有广阔的市场空间。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
聚碳酸酯 100份
聚对苯二甲酸丁二醇酯 50-80份
增韧剂 20-40份
相容剂 10-30份
酯交换抑制剂 10-20份
抗氧剂 8-16份
偶联剂 5-10份
所述聚碳酸酯平均分子量在35000-45000之间；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为250-350，平均分子量在45000-55000之间。
2.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，所述增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，所述相容剂选自氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，所述酯交换抑制剂选自磷酸二氢钠、亚磷酸三苯酯、焦磷酸二氢二钠中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，所述抗氧剂选自二烷基二硫代磷酸锌、N-苯基-α-萘胺、巯基苯并噻唑中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，所述偶联剂选自铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 100份
聚对苯二甲酸丁二醇酯 65份
增韧剂 30份
相容剂 20份
酯交换抑制剂 15份
抗氧剂 12份
偶联剂 8份
所述聚碳酸酯平均分子量为40000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为300，平均分子量50000。
8.根据权利要求1所述的一种车用耐低温冲击PCPBT合金材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 100份
聚对苯二甲酸丁二醇酯 65份
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 30份
乙烯-醋酸乙烯共聚物 20份
亚磷酸三苯酯 15份
N-苯基-α-萘胺 12份
硅烷偶联剂 8份
所述聚碳酸酯平均分子量为40000；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚合度为300，平均分子量50000。
9.如权利要求1-8任一项所述的车用耐低温冲击PCPBT合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯材料于80-90℃温度下干燥2-4h，
S2按配方称量聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、偶联剂 ；
S3 将上述原料和助剂于搅拌桶中混合均匀；
S4将混合物物料加入双螺杆挤出机，将双螺杆挤出机的料筒温度控制在230-270℃；
S5 挤出、拉条、水冷并切粒后得到所述的耐低温冲击性PCPBT合金材料。
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