聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法_2

文档序号:8245031阅读:来源:国知局
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[0020] 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种半结晶性聚合物,熔融状态下,流动性非常 好,对改善PC加工性有帮助。本发明选择PET树脂特性粘度[η ]为0· 5-1. 2dl/g,[ η ]测 试条件:采用体积比1:1的苯酚和四氯乙烷为溶剂,进一步优选[η]为〇. 8dl/g,如采用上 海远纺PET CB602的产品。在熔融状态下PC和PET容易发生酯交换反应,适量的酯交换产 物可以起到PC和PET合金增容剂的作用,但酯交换反应过度,导致树脂分子量降低,会削弱 体系的机械性能和耐溶剂性能。因此,在制备该合金材料时要适度控制聚酯之间的酯交换 反应,在体系中引入扩链剂可以有效改善酯交换反应引起的材料劣化效应。
[0021] PC、PET在加工过程中分子链断裂,产生活性基团C00H、Ph-〇H、R-0H,本发明中 扩连剂为含有环氧基团的化合物或者含有噁唑啉基团的化合物,可以与这些端基重新耦 合,形成支化高分子,提高树脂的分子量,保持树脂的性能。所述的扩连剂可采用BASF ADR4370S的产品、日本触媒RPS 1005[即(2-异丙烯基-2-噁唑啉)-苯乙烯共聚物]的产 品。扩链剂含有多个环氧官能团以及噁唑啉官能团,与PC和PET酯交换反应产生的端羧基 和端羟基进行反应,以扩链剂为节点,使降解树脂的分子链重新耦合,保持较高分子量,从 而保证材料具有良好的物理机械性能和耐热老化性能。
[0022] 所述的聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯为接枝共聚物,可采用市售产品。
[0023] 本发明中引入无机填料改善材料的成型收缩率,所述的无机填料为矿物、晶须中 的一种或两种,所述的矿物可以选用滑石粉,硫酸钡,玻璃微珠等中一种或两种以上,所述 的晶须可以选用钛酸钾晶须,硼酸铝晶须、二氧化硅晶须等中一种或两种以上,晶须的长径 比2-20 :1,对收缩率改善效果明显。进一步优选,所述的无机填料为滑石粉和二氧化硅晶 须。由于无机填料与树脂相容性较差,因而矿物在使用前进行表面处理,提高矿物与树脂的 界面相容性。许多无机填料中含有碱性物质,在熔融时造成聚碳酸酯的降解,因此在本发明 中,一方面先将无机填料与PET和ABS树脂做成母粒,然后与PC等组分进行熔融共混;另一 方面加入扩链剂,使部分降解分子链通过扩链剂的基团进行连接,使树脂分子量降低控制 在一定的范围内,从而保证合金体系的热分解温度处于一个较高的水平。
[0024] PC/PET合金矿物填充后韧性大幅度降低,冲击强度,断裂伸长率都仅有非增强材 料的1/10左右,在使用过程中材料偏脆,制品容易断裂。所述的增韧剂为MBS增韧剂、EM 增韧剂中的一种或两种,所述的MBS增韧剂为以聚苯乙烯和甲基丙烯酸酯为壳、丁二烯为 核的核壳结构的抗冲击改性剂,所述的EM增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水 甘油酯三元共聚物增韧剂。MBS增韧剂和EMA增韧剂均可采用市售产品,其中,本发明MBS 增韧剂可采用罗门哈斯EXL 2620的产品,中渊M701的产品。EM增韧剂采用EM杜邦AC 1125的产品或采用埃克森美孚TC 110的产品。以重量百分含量计,MBS增韧剂的含量为 1 %?5%,EM增韧剂的含量为1 %?3%。
[0025] 本发明引入两类增韧剂,聚苯乙烯和甲基丙烯酸酯为壳,丁二烯为橡胶核的核壳 结构的抗冲击改性剂MBS,提高PC/PET合金的冲击韧性;加入乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙 烯酸缩水甘油酯三元共聚物增韧剂EMA,含有环氧官能团与PET、PC和无机矿物具有较好的 相容性,对体系的冲击强度和断裂伸长率有明显的改善作用。
[0026] 本发明中,所述的助剂为抗氧剂和润滑剂,以重量百分含量计,抗氧剂的含量为 0. 1 %?2%,润滑剂的含量为0. 1 %?2% ;进一步优选,抗氧剂的含量为0. 2%?0. 5%, 润滑剂的含量为〇. 2%?0. 5%。
[0027] 所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂1076)、亚磷酸酯类抗氧剂(如抗氧 剂168)中的一种或两种,具体可选用抗氧剂1076和抗氧剂168重量比1:1混合得到的抗 氧剂。
[0028] 所述的润滑剂为多元醇酯类润滑剂、有机硅类润滑剂中的一种或两种,如 PETS (季戊四醇硬脂酸酯)、有机硅氧烷树脂。
[0029] -种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料的制备方法,包括以下步骤:
[0030] 1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、无机填料 以及部分量的助剂混合后,经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、切粒,得到母粒;
[0031] 2)将聚碳酸酯、增韧剂、扩链剂以及剩余量的助剂在双螺杆挤出机的第一节机筒 处加料口喂入,母粒在双螺杆挤出机的第五节机筒加料口喂入,经熔融塑化,挤出造粒,制 到低收缩易涂装的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料(即聚碳酸酯/聚对苯二甲 酸乙二醇酯合金材料)。
[0032] 本发明方法中,由于聚酯(聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)对水分比较敏感, 在高温熔融状态下,引发降解。因此,在合金材料制备前,要对原料进行彻底干燥,水分控制 在0.05%以下。
[0033] 步骤1)中,所述的双螺杆挤出机的熔融挤出温度为245°C?275°C,具体地,所 述的双螺杆挤出机的温度设置:第一区至第九区各段温度分别为250±5°C、260±5°C、 270±5 °C、270±5 °C、270±5 °C、265±5 °C、265±5 °C、260±5 °C、260±5 °C,模头温度为 250°C?265°C,主机螺杆转速为550?850r/min。
[0034] 步骤2)中,所述的双螺杆挤出机的熔融挤出温度为245°C?300°C,所述的双 螺杆挤出机的温度设置:从第一节机筒到第五节机筒的各段温度分别为270°C?280°C、 280°C?290°C、290°C?300°C、275°C?280°C、265°C?270°C;从第六节机筒到机头各段的 温度为 260°C?270°C、250°C?260°C、245°C?255°C,245°C?250°C,模头温度为 250°C? 265。。。
[0035] 所述的低收缩易涂装的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料的制备方法 中,双螺杆挤出机中螺杆长径比为32?48 :1,转速350r/min?850r/min。
[0036] 母粒加入挤出机之前,要确保从第一节机筒加入的物料已经处于熔融状态,因此 在挤出机的前段螺杆组合中增加混炼塑化螺纹元件的强度,提高塑化效果。高温高剪切条 件下,高粘度的PC树脂完全熔融后,在第五节机筒处加入的母粒在高温环境中也快速熔融 塑化,并均匀分散。由于矿物硬度高,受到螺杆剪切摩擦,生热速度远高于树脂材料,因此第 五节机筒至机头这段螺杆需要较弱的螺纹组合,这样母粒在机筒中受到的剪切摩擦较弱, 既可以均匀分散,又避免引起PC树脂的过多降解,提高合金体系力学行性能和热稳定性。
[0037] 与现有技术相比,本发明具有如下优点:
[0038] 本发明低收缩易涂装的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料,具有超低收 缩率且具有较高冲击韧性和断裂伸长率,在配方设计方面采用PC/PET/ABS为合金树脂体 系,解决在材料后期应用时易出现的应力开裂,耐溶剂性差的缺点,所注塑的制品具有光洁 的表面,能够免底涂喷漆,减少涂装工序,节约涂装成本,而且油漆附着力强。采用矿物和晶 须复合填充,有效平衡产品强度、外观、收缩率的问题,特别是对于车用外饰产品如门把手, 壁厚处缩印严重问题得以有效解决。本发明材料具有优异的综合机械性能,超低的收缩率, 为材料后期应用开发提供了更大的设计空间。
[0039] 本发明低收缩易涂装的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇
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