本发明属于高分子材料
技术领域：
，涉及一种PC/PBT合金材料及其制备方法，尤其是涉及一种高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法。
背景技术：
：众所周知，聚碳酸酯(PC，Polycarbonate)树脂是一种非结晶性热塑性聚合物，其抗冲强度高、刚性好、高耐热、光泽度好、尺寸稳定性好、电器绝缘性和耐蠕变性能优异，但是其加工流动性能较差，不耐有机溶剂。聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT，PolybutyleneTerephthalates)是结晶性聚酯材料，其是通用工程塑料中工业化最晚而发展最快的一个品种，由于PBT具有优异的综合性能，良好的成型加工性和优异的性价比，很快热销市场。PBT具有流动性好、易加工，耐有机溶剂性好等优点，但其也存在诸如冲击强度不高、尺寸稳定性较差等方面的不足。PC/PBT是一种韧性较好的高分子合金，被广泛应用于保险杠以及吸能块等部件。同时，由于PBT的结晶性，赋予了PC/PBT优异的耐化学品性能，在汽车领域中常用作喷漆件的选材之一，比如，汽车加油小门常选择矿物填充PC/PBT材料。授权公告号为CN103709702B的中国专利公开了一种PC/PBT合金材料及其制备方法，该PC/PBT合金材料包括如下重量份数的下列配方组分：聚碳酸酯10～55；聚对苯二甲酸丁二醇酯10～55；填充材料3～8；玻璃纤维10～25；异型截面玻璃纤维1～10份；偶联剂0.2～1；增韧剂A2～6；增韧剂B2～6；主抗氧剂0.1～0.5；辅助型抗氧剂0.2～0.5；其他助剂0.1～2。其中，所述的增韧剂A为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种；所述增韧剂B为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种；所述填充材料为玻璃微珠、滑石粉、云母中的至少一种。上述专利的技术方案主要是采用异型玻纤与增韧剂来提高PC/PBT材料的耐卷曲及抗低温冲击性能，但玻纤或异型玻纤的加入对材料流动性影响较大，在注塑时容易产生内应力，降低喷漆良率。不同于上述专利，本发明则是通过添加高流动的PE，降低材料注塑内应力，同时利用增韧剂乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐提高PE与PBT之间的相容性，获得了一种高喷漆良率的矿物填充PC/PBT材料。目前，有研究表明，矿物填充PC/PBT材料在喷漆过程中存在两个较为严重的问题，这就大大影响了喷漆的良率：一是矿物填充后降低了塑料基体的流动性，导致注塑过程中制件内部存在较大应力，喷漆时应力释放导致开裂；二是矿物在塑料基体中分散性差，局部区域矿物分布不均，喷漆时导致矿粉析出影响外观。因此，开发高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料具有现实而重要的意义。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。本发明的另一目的在于提供所述高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂30～70份、PBT树脂10～50份、PE树脂1～10份、硅烷偶联剂1～5份、增韧剂1～5份、酯交换抑制剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份以及滑石粉10～15份。所述的PC树脂为重均相对分子量为15000～30000，玻璃化转变温度为140～150℃的芳香族聚碳酸酯。所述的PBT树脂采用毛细管粘度计按照ISO1628-5：1998标准测试粘度为0.8-1.2dl/g。所述的PE树脂包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一种或多种。所述的硅烷偶联剂的化学结构式为RSiX3，式中，R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，X为硅氧基。所述的增韧剂包括乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种或多种，所述的酯交换抑制剂包括磷酸二氢钠或焦磷酸钠中的一种或两种，所述的抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或多种，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯或乙撑双硬酯酰胺中的一种或多种。所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中，马来酸酐的质量百分含量为1.1-1.5％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为26.5-32.5％。所述的滑石粉的平均粒度d50＜20μm。高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：(1)按以下组分及重量份备料：PC树脂30～70份、PBT树脂10～50份、PE树脂1～10份、硅烷偶联剂1～5份、增韧剂1～5份、酯交换抑制剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份、润滑剂0.1～1份以及滑石粉10～15份；(2)按重量份将PC树脂、PBT树脂、PE树脂、硅烷偶联剂、增韧剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂及滑石粉加入混合搅拌机中进行混合；(3)将步骤(2)所得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，共混造粒，即制得所述的高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。所述的挤出机为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60，机筒温度为220～270℃，螺杆转速为300～600rpm。与现有技术相比，本发明PC/PBT合金材料体系利用PE树脂的高流动性及与乙烯-丙烯酸酯类增韧剂的良好相容性，提高了材料的流动性，显著降低制件的内应力，避免喷漆时由于应力而导致的开裂问题；同时，硅烷偶联剂的引入，则有效提高了滑石粉与基体树脂的相容性，利用长径比大的挤出机与剪切强的螺杆组合，提高滑石粉的分散，避免矿粉团聚导致喷漆时析出的问题。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。以下实施例1-5及对比例1-3中PC选用日本三菱化学的H-3000F；PBT树脂选用长春的PBT1100；PE树脂选用茂名石化低密度聚乙烯LDPE868-000；硅烷偶联剂选用KH550；增韧剂选用阿科玛的Lotader4700；酯交换抑制剂选用磷酸二氢钠；抗氧剂为Ciba公司的Irganox1076和Irganox168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸；滑石粉采用的是2000目的滑石粉。对比例1滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂67份，PBT树脂20份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为35mm，长径比为32，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。对比例2滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂57份，PBT树脂30份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份；抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。对比例3滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂57份，PBT树脂25份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉15份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。实施例1高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂60份，PBT树脂20份，PE树脂7份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份；滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为32mm，长径比为35，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本实施例中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为1.1％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为26.5％。实施例2高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂52份，PBT树脂25份，PE树脂7份，硅烷偶联剂3份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份；滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为32mm，长径比为35，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本实施例中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为1.5％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为32.5％。实施例3高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂59份，PBT树脂25份，硅烷偶联剂3份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本实施例中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为1.2％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为30％。实施例4高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂55份，PBT树脂20份，PE树脂7份，硅烷偶联剂3份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉10份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本实施例中，本实施例中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为1.5％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为28.5％。实施例5高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按重量份称取各组分：PC树脂55份，PBT树脂17份，PE树脂7份，硅烷偶联剂3份，增韧剂3份，酯交换抑制剂0.1份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS0.1份，滑石粉15份。(2)将原材料从喂料口喂入，在200～270℃下熔融挤出，螺杆挤出机直径为58mm，长径比为60，转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。本实施例中，本实施例中，增韧剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐，其中，马来酸酐的质量百分含量为1.7％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为32.3％。将以上对比例及实施例所制备的高喷漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料注塑成尺寸为140×90×3mm的样板，各50块，进行喷漆试验，并对喷漆后的样板进行良率对比。喷漆试验结果如表1所示。表1喷漆试验结果对比例1对比例2对比例1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5良率(％)55.860.856.273.582.080.694.385.1由上表可知，利用PE树脂的高流动性及与乙烯-丙烯酸酯类增韧剂的良好相容性，提高了材料的流动性，避免了制件的内应力过大，喷漆时应力开裂。同时硅烷偶联剂的引入，提高了滑石粉与基体树脂的相容性，利用长径比大的挤出机与剪切强的螺杆组合，提高滑石粉的分散，避免矿粉团聚导致喷漆时析出的问题。实施例6本实施例高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂30份、PBT树脂10份、PE树脂1份、硅烷偶联剂1份、增韧剂1份、酯交换抑制剂0.1份、抗氧剂0.1份、润滑剂0.1份以及滑石粉10份。其中，PC树脂为重均相对分子量为15000，玻璃化转变温度为140℃的芳香族聚碳酸酯。PBT树脂的粘度为0.8dl/g。PE树脂为线性低密度聚乙烯。硅烷偶联剂的化学结构式为RSiX3，式中，R为氨基，X为硅氧基。酯交换抑制剂为磷酸二氢钠，抗氧剂为抗氧剂245，润滑剂为硅酮粉。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯。高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按以下组分及重量份备料：PC树脂30份、PBT树脂10份、PE树脂1份、硅烷偶联剂1份、增韧剂1份、酯交换抑制剂0.1份、抗氧剂0.1份、润滑剂0.1份以及滑石粉10份；(2)按重量份将PC树脂、PBT树脂、PE树脂、硅烷偶联剂、增韧剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂及滑石粉加入混合搅拌机中进行混合；(3)将步骤(2)所得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，挤出机为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60，机筒温度为220℃，螺杆转速为300rpm。实施例7本实施例高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂70份、PBT树脂50份、PE树脂10份、硅烷偶联剂5份、增韧剂5份、酯交换抑制剂1份、抗氧剂1份、润滑剂1份以及滑石粉15份。其中，PC树脂为重均相对分子量为30000，玻璃化转变温度为150℃的芳香族聚碳酸酯。PBT树脂的粘度为1.2dl/g。PE树脂为低密度聚乙烯。硅烷偶联剂的化学结构式为RSiX3，式中，R为巯基，X为硅氧基。酯交换抑制剂为焦磷酸钠，抗氧剂为抗氧剂1076，润滑剂为季戊四醇酯。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按以下组分及重量份备料：PC树脂70份、PBT树脂50份、PE树脂10份、硅烷偶联剂5份、增韧剂5份、酯交换抑制剂1份、抗氧剂1份、润滑剂1份以及滑石粉15份；(2)按重量份将PC树脂、PBT树脂、PE树脂、硅烷偶联剂、增韧剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂及滑石粉加入混合搅拌机中进行混合；(3)将步骤(2)所得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，挤出机为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60，机筒温度为270℃，螺杆转速为600rpm。实施例8本实施例高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂50份、PBT树脂45份、PE树脂8份、硅烷偶联剂3份、增韧剂2份、酯交换抑制剂0.8份、抗氧剂0.6份、润滑剂0.6份以及滑石粉12份。其中，PC树脂为重均相对分子量为20000，玻璃化转变温度为148℃的芳香族聚碳酸酯。PBT树脂的粘度为1.0dl/g。PE树脂为高密度聚乙烯。硅烷偶联剂的化学结构式为RSiX3，式中，R为乙烯基，X为硅氧基。酯交换抑制剂由磷酸二氢钠与焦磷酸钠按质量比为1:2混合而成，抗氧剂为抗氧剂168，润滑剂为乙撑双硬酯酰胺。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韧剂由乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐按质量比为1:1混合而成。其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中，马来酸酐的质量百分含量为1.1％，醋酸乙烯共聚物的质量百分含量为29.9％。高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按以下组分及重量份备料：PC树脂50份、PBT树脂45份、PE树脂8份、硅烷偶联剂3份、增韧剂2份、酯交换抑制剂0.8份、抗氧剂0.6份、润滑剂0.6份以及滑石粉12份；(2)按重量份将PC树脂、PBT树脂、PE树脂、硅烷偶联剂、增韧剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂及滑石粉加入混合搅拌机中进行混合；(3)将步骤(2)所得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，挤出机为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60，机筒温度为250℃，螺杆转速为500rpm。实施例9本实施例高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下组分及重量份含量：PC树脂65份、PBT树脂52份、PE树脂8份、硅烷偶联剂2份、增韧剂4份、酯交换抑制剂0.7份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.8份以及滑石粉14份。其中，PC树脂为重均相对分子量为20000，玻璃化转变温度为148℃的芳香族聚碳酸酯。PBT树脂的粘度为1.0dl/g。PE树脂由线性低密度聚乙烯与高密度聚乙烯按质量比为1:1混合而成。硅烷偶联剂的化学结构式为RSiX3，式中，R为环氧基，X为硅氧基。酯交换抑制剂由磷酸二氢钠与焦磷酸钠按质量比为1:1混合而成，抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂1076及抗氧剂168按质量比为1:1:1混合而成，润滑剂为乙撑双硬酯酰胺。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韧剂由乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯与乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物按质量比为1:1:3混合而成。高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按以下组分及重量份备料：PC树脂65份、PBT树脂52份、PE树脂8份、硅烷偶联剂2份、增韧剂4份、酯交换抑制剂0.7份、抗氧剂0.3份、润滑剂0.8份以及滑石粉14份；(2)按重量份将PC树脂、PBT树脂、PE树脂、硅烷偶联剂、增韧剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、润滑剂及滑石粉加入混合搅拌机中进行混合；(3)将步骤(2)所得的混合物从挤出机的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高喷漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，挤出机为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的螺杆直径为58mm，长径比为60，机筒温度为230℃，螺杆转速为400rpm。当前第1页1 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