本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(简称pc)为无定型材料，具有优异的耐热性能和抗冲击强度，但是由于其分子链刚性较大，导致成型制品内应力较大，易于发生应力开裂，特别是应用在与化学试剂、腐蚀性气体、日化用品等接触的场合，导致其韧性急剧下降。
针对上述问题，市场上已经开发出一系列pc合金，如pc/abs、pc/pet、pc/pbt、pc/pe等，这些合金较纯pc的耐溶剂性能已有大幅提高，但是往往导致材料耐热性能下降较多，力学性能也大幅下降。
因此，有必要提供一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种具有优良的耐溶剂性能、耐热性能和力学性能的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料。
本发明的目的之二是提供一种上述聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯。
与现有技术相比，本发明提供的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，将聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯(简称pctg)引入到聚碳酸酯合金中，可有效提高合金材料的耐溶剂性能。
较佳者，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，还包括聚烯烃接枝丙烯酸酯和聚苯乙烯接枝马来酸酐，聚烯烃接枝丙烯酸酯可在合金内部形成海岛结构，以聚烯烃段为内核给合金材料提供优异的抗冲击性能，以丙烯酸酯段为外壳，与基材料形成优异的相容界面；聚苯乙烯接枝马来酸酐中，聚苯乙烯段可与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯形成物理缠结点，马来酸酐活性基团可与聚合物中的端羟基进行反应，使聚烯烃接枝丙烯酸酯与基材具有更高强度的界面结合力，从而在材料破坏的过程中起到终止裂纹扩展的作用，因此，通过聚烯烃接枝丙烯酸酯和聚苯乙烯接枝马来酸酐的共同协同作用，可有效提高合金的缺口冲击强度。具体地，聚烯烃接枝丙烯酸酯可以为但不限于乙烯丙烯酸丁酯共聚物，丙烯酸丁酯的含量为15-20％；聚苯乙烯接枝马来酸酐可以为但不限于苯乙烯马来酸酐共聚物，马来酸酐的含量为15-20％。
较佳者，所述聚烯烃接枝丙烯酸酯的添加量优选为2.5-10％，比如2.5％、4％、6％、8％、10％；所述聚苯乙烯接枝马来酸酐的添加量优选为1-4％，比如1％、2％、3％、4％。进一步，所述聚烯烃接枝丙烯酸酯的用量大于所述聚苯乙烯接枝马来酸酐的用量，以保证优良的耐溶剂性能和缺口冲击强度。更进一步，聚烯烃接枝丙烯酸酯与聚苯乙烯接枝马来酸酐的复配比为5:2。
较佳者，所述聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯，在300℃、1.2kg的测试条件下，熔体流动速率为8-12g/10min，分子量为2×104-2.5×104。聚碳酸酯的添加量优选60-80％，比如60％、65％、70％、75％、80％。
较佳者，聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯，在260℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为5-20g/10min。聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯的添加量优选为5-20％，比如5％、10％、15％、20％。
较佳者，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料还包括抗氧剂，其添加量优选为0.2-0.8％，比如0.2％、0.4％、0.6％、0.8％。进一步，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚类抗氧剂，如β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂，如三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4'-联苯基二亚磷酸酯、硫代二丙酸双月桂酯中的至少一种。
较佳者，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料还包括光稳定剂，其添加量优选为0.1-0.5％，比如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％。进一步，所述光稳定剂选自苯并三唑类光稳定剂。具体实施例中可选为ev72、ev234和uv-360中的一种或多种的组合物。
较佳者，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料还包括其它添加剂，其它添加剂的添加量优选为0.5-5％，比如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。进一步，其它添加剂选自分散剂、润滑剂和色粉中的一种或几种的组合物。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制。
实施例中所用物品来源如下：
聚碳酸酯，拜耳，
聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯，sk化学，
乙烯丙烯酸丁酯共聚物，arkema，lotader3210；
苯乙烯马来酸酐共聚物，polyscope，sz25010；
主抗氧剂，华恩橡塑新材料有限公司，抗氧剂1076，化学名称为十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯；
辅抗氧剂，华恩橡塑新材料有限公司，抗氧剂168，化学名称为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；
光稳定剂，南京邦诺生物科技有限公司，uv-360；
润滑剂，lonza，
有关数据按照以下测试方法获得：
1.熔体流动速率(mfr)按照astmd1238测定，对于聚碳酸酯测试温度为300℃，载荷为1.2kg；对于聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯测试温度为260℃，载荷为2.16kg；
2.拉伸性能按astmd638进行测试，试验速度对应为50mm/min；
3.弯曲性能按astmd790进行测试，试验速度对应为5mm/min；
4.悬壁梁缺口冲击强度按astmd256进行测试，摆锤能量5.5j，v型缺口深度为2.8mm；
5.热变形温度按astmd648进行测试，负载0.45mpa。
实施例1
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：62％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、5％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、2％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
采用上述组分和含量的原料制备聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的方法，其步骤包括：
(1)将62％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、5％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、2％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂置于混合机中干混3-5min，转速800rpm，得到混合物a；
(2)将混合物a置于双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，挤出机各段温度依次为：第一段190～230℃，其余各段为220～260℃；整个挤出过程的停留时间为1～2min，压力为36mpa。
实施例2
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：85.5％的所述聚碳酸酯、10％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、2.5％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、1％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本实施例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
实施例3
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：62％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、2％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、5％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本实施例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
实施例4
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：76％的所述聚碳酸酯、7％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、8％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、7％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.3％的主抗氧剂、0.3％的辅抗氧剂、0.4％的所述光稳定剂、1％的润滑剂。
本实施例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
实施例5
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：42％的所述聚碳酸酯、50％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、5％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、2％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本实施例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
对比例1
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：92％的所述聚碳酸酯、5％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、2％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本对比例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
对比例2
本实施例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：62％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、7％的所述聚烯烃接枝丙烯酸酯、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本对比例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
对比例3
本对比例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：62％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、7％的所述聚苯乙烯接枝马来酸酐、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本对比例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
对比例4
本对比例中，按重量百分比计，聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料，包括：69％的所述聚碳酸酯、30％的所述聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯、0.2％的主抗氧剂、0.2％的辅抗氧剂、0.3％的所述光稳定剂、0.3％的润滑剂。
本对比例聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备方法与实施例1相同，故，在此不做详细说明。
对实施例1-5和对比例1-4制得的粒料于注塑机上成型，制备测试120×13×1.6mm样条，用于性能测试，测试结果如表1所示：
表1实施例1-5和对比例1-4的物性测试结果
其中：
+越多表示耐溶剂性能越好，-表示不耐溶剂
+++++代表样条没有变化
++代表轻微裂痕
+代表有裂缝
-样条断裂
通过表1可以看出，当聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的制备原料中不添加pctg时，耐溶剂性能很差。pctg的引入可有效的提高聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料的耐溶剂性能。但若不添加聚烯烃接枝丙烯酸酯和聚苯乙烯接枝马来酸酐，该pc合金材料的缺口冲击强度急剧下降，且引入单一聚烯烃接枝丙烯酸酯或聚苯乙烯接枝马来酸酐，对缺口冲击强度无明显提升效果。从表1中还可看出，当聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇-1,4-环己烷二甲醇酯合金材料引入聚烯烃接枝丙烯酸酯和聚苯乙烯接枝马来酸酐，该pc合金材料的耐溶剂性能和缺口冲击强度都能够得到明显提升。原因是：聚烯烃接枝丙烯酸酯可在合金内部形成海岛结构，以聚烯烃段为内核给合金材料提供优异的抗冲击性能，以丙烯酸酯段为外壳，与基材料形成优异的相容界面；聚苯乙烯接枝马来酸酐中，聚苯乙烯段可与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯形成物理缠结点，马来酸酐活性基团可与聚合物中的端羟基进行反应，使聚烯烃接枝丙烯酸酯与基材具有更高强度的界面结合力，从而在材料破坏的过程中起到终止裂纹扩展的作用，因此，通过聚烯烃接枝丙烯酸酯和聚苯乙烯接枝马来酸酐的共同作用，从而提高合金的缺口冲击强度。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照最佳实施例对本发明做了详细的说明，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。