本发明属于高分子合金领域，特别涉及一种高韧性、高刚性的PC/PBT合金材料及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(PC)性能优异，具有良好的韧性和刚性，耐蠕变性好，电绝缘性和尺寸稳定性良好；但PC的熔体粘度大，流动性、耐溶剂性、耐磨性差，缺口冲击强度低。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶速度较快的热塑性工程塑料，具有优异的耐溶剂性，熔体流动性好。PC和PBT共混物合金性能优异，所得合金的耐热性、缺口冲击性、加工性和耐化学药品性好，是工业应用价值较高的共混物，可广泛地应用在汽车、电子电气和运动器材领域。
PC/PBT是一种综合性能优异的高分子合金，但由于PC和PBT在熔融共混时易发生酯交换反应和酸解降解等反应造成合金性能不稳定。弹性体用量的增加，虽然可以显著提升材料的韧性但是其刚性和热稳定性却急剧下降，从而无法满足较大型零件的强度要求。因此如何实现合金韧性和刚性的平衡成为高刚性、高韧性材料制备的关键突破点。
为了解决上述问题，本发明在采用填充剂保证合金刚性的同时，选用含有活性官能团的封端剂对PBT进行封端处理，通过两步法即首先无机矿物与PBT共混挤出制备PBT封端增强母粒，然后将PBT封端增强母粒与PC、增韧剂和其他助剂熔融挤出及切粒获得PC/PBT合金。利用本发明可简单高效的制备高韧性、高刚性PC/PBT合金，实现韧性和刚性的平衡。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足提供一种高韧性、高刚性的PC/PBT合金材料及其制备方法。该发明提供的PC/PBT合金具有高韧性，高刚性，性能稳定的优点。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高韧性、高刚性的PC/PBT合金材料，其特征在于：原料按如下配比：
PC树脂：35～85份
PBT树脂：10～45份
含活性官能团的封端剂：1～5份
抗氧剂：0.1～1份
增韧剂：0～5份
润滑剂：0.1～1份
矿粉：5～15份
进一步，所述的PC树脂为水分含量低于0.02％的双酚A型聚碳酸树脂，优选相对分子质量为15000～28000；
所述的PBT树脂粘度为0.8～1.2；
所述的含活性官能团的封端剂为MBS、ABS或ACR增韧剂接枝活性官能团或EMA-g-GMA、EMA-g-MAH；所述的活性官能团包括反丁烯二酸、马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯或环氧基团。
所述的抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、季戊四醇类十二硫代丙酯(412S)、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)中的至少一种。
所述的增韧剂包括MBS、ABS或ACR增韧剂
所述的润滑剂包括石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、N,N-乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种
所述的矿粉包括滑石粉、硅灰石、硅藻土或碳酸钙中的一种，其粒径范围均为1～10微米。
优选的，所述的矿粉是粒径为1.5微米的滑石粉
本发明所述的一种高韧性、高刚性PC/PBT合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取以下重量份的原料组分：PC树脂：35-85份；PBT树脂：10-45份；含活性官能团的封端剂：1～5份；抗氧剂：0.1～1份；增韧剂：0～5份；润滑剂：0.1～1份；矿粉：5～15份
(2)按照步骤(1)中各组分的重量份，首先将PBT树脂、含活性官能团的封端剂和矿粉经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备PBT封端增强母粒；然后将PBT封端增强母粒与其他组分经预混、熔融共混、造粒得到PC/PBT合金。
所述的PBT封端增强母粒制备过程控制双螺杆挤出机的温度为180～230℃，制备PC/PBT合金时双螺杆挤出机的控制温度为220～275，转速为280～550r/min
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过使用含有活性官能团的封端剂预先将PBT端-OH基和端-COOH基进行反应封端，此方法不仅可抑制PC树脂和PBT树脂酯交换反应，而且也可将含有活性官能团的增韧剂通过化学反应键合固定在PBT相中，达到对PBT进行增韧的效果，从而大大提高合金材料的冲击韧性。
(2)本发明采用PBT树脂与矿粉预共混的方法，通过预分散以实现矿粉在树脂基体中的均匀分散，大幅提升合金材料的刚性性能。
附图说明
图1为测试结果和原料重量分数配比如表。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步阐述本发明，有必要指出这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
1)称取以下重量份的原料组分：PC树脂：65份；PBT树脂：16份；含活性官能团的封端剂：3份；抗氧剂：0.5份；增韧剂：3份；润滑剂：0.5份；滑石粉：12份；
2)首先将PBT(粘度1.0)树脂、含活性官能团的MBS(粒径为200～300nm，其中接枝的GMA含量为10％)封端剂和滑石粉(粒径1.5微米)经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备PBT封端增强母粒；双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-200℃，塑化段温度为210-230℃，均化段温度为210-220℃；螺杆转速为280～550r/min；
3)然后将PBT封端增强母粒与其他组分经预混(5-10分钟)、熔融共混、造粒得到PC/PBT合金。双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-210℃，塑化段温度为230-260℃，均化段温度为220-240℃；螺杆转速为280～550r/min；
所述的PC树脂相对分子质量为24000g/mol；增韧剂为粒径为200～300nm的MBS；抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)；润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺；
实施例2
1)称取以下重量份的原料组分：PC树脂：75份；PBT树脂：12份；含活性官能团的封端剂：5份；抗氧剂：0.5份；增韧剂：2份；润滑剂：0.5份；滑石粉：5份；
2)首先将PBT(粘度1.0)树脂、含活性官能团的E-MA-GMA(粒径为200～300nm，其中接枝的GMA含量为8％)封端剂和硅藻土(粒径10微米)经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备PBT封端增强母粒；双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-200℃，塑化段温度为210-230℃，均化段温度为210-220℃；螺杆转速为280～550r/min；
3)然后将PBT封端增强母粒与其他组分经预混(5-10分钟)、熔融共混、造粒得到PC/PBT合金。双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-210℃，塑化段温度为230-260℃，均化段温度为220-240℃；螺杆转速为280～550r/min；
所述的PC树脂相对分子质量为20000g/mol；增韧剂为粒径为200～300nm的MBS；抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯；润滑剂为硬脂酸酰胺；
对比例1
1)称取以下重量份的原料组分：PC树脂：65份；PBT树脂：16份；抗氧剂：0.5份；增韧剂：6份；润滑剂：0.5份；滑石粉：12份；
2)首先将PBT(粘度1.0)树脂、MBS(3份)和滑石粉(粒径1.5微米)经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备PBT增强母粒；双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-200℃，塑化段温度为210-230℃，均化段温度为210-220℃；螺杆转速为280～550r/min；
3)然后将PBT增强母粒与其他组分经预混(5-10分钟)、熔融共混、造粒得到PC/PBT合金。双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-210℃，塑化段温度为230-260℃，均化段温度为220-240℃；螺杆转速为280～550r/min；
所述的PC树脂相对分子质量为24000g/mol；增韧剂为粒径为200～300nm的MBS；抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)；润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺；
对比例2
1)称取以下重量份的原料组分：PC树脂：65份；PBT树脂：16份；含活性官能团的封端剂：3份；抗氧剂：0.5份；增韧剂：3份；润滑剂：0.5份；滑石粉：12份；
2)首先将PBT(粘度1.0)树脂、含活性官能团的MBS(粒径为200～300nm，其中接枝的GMA含量为10％)封端剂经双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒制备PBT封端母粒；双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-200℃，塑化段温度为210-230℃，均化段温度为210-220℃；螺杆转速为280～550r/min
3)然后将PBT封端母粒与其他组分经预混(5-10分钟)、熔融共混、造粒得到PC/PBT合金。双螺杆挤出机的工艺设置为：输送段温度180-210℃，塑化段温度为230-260℃，均化段温度为220-240℃；螺杆转速为280～550r/min；
所述的PC树脂相对分子质量为24000g/mol；增韧剂为粒径为200～300nm的MBS；抗氧剂为四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)；润滑剂为N,N-乙撑双硬脂酰胺；滑石粉粒径为1.5微米；
性能测试
将实施例和对比例进行ASTM(ASTM D256，1/8样条和ASTM D790)悬臂梁冲击和弯曲模量测试。测试结果和原料重量分数配比如附图表所示。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。