本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高耐候的聚碳酸酯组合物及其制备方法。
背景技术：
：聚碳酸酯树脂由于其优异的冲击性能和耐热性能，被广泛应用于汽车、电子、家电等领域。但是，紫外线对材料的破坏穿透深度约1um，聚碳酸酯的酯键接受紫外线照射后容易断裂，导致聚碳酸酯产品变色、性能下降，因此，需要对聚碳酸酯树脂进行改性处理，以提高聚合物表面的耐候性能。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种高耐候的聚碳酸酯组合物，其在光照下性能保稳定，保持时间长，力学性能和热稳定性能佳；其制备方法简单易行，适合批量化生产。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种高耐候的聚碳酸酯组合物，包括如下重量份的组分：pc树脂50～95份、abs树脂5～50份、氟化石墨烯0.1～6份、三嗪0.1～0.5份、抗氧剂：0.1～1份。优选的，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。优选的，所述聚碳酸酯的重均分子量为18000～43000。优选的，所述abs树脂的相对分子量为105～1.8×105g/mol。优选的，所述abs树脂由以下重量百分数的物质制成：丁二烯10～20％、丙烯腈10～32％和苯乙烯48～80％。优选的，所述的氟化石墨烯中氟与碳的摩尔比为0.8～2。优选的，所述三嗪是1,3,5-三嗪。优选的，所述抗氧剂是二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种。优选的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合，二者的重量比为1：1。制备所述的高耐候的聚碳酸酯组合物的方法，包括如下步骤：(1)将pc树脂、三嗪和抗氧剂混合搅拌，形成混合物a；将abs和氟化石墨烯混合搅拌，形成混合物b；(2)将混合物a和混合物b分别熔融挤出，进行共混造粒，得到所述聚碳酸酯组合物。有益效果在于：在pc树脂中加入三嗪，abs树脂中加入氟化石墨烯，然后通过熔融挤出混料，这种改性的聚碳酸酯组合物具有优良的耐候性。其制备方法简单易行，适合批量化生产。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。一种高耐候的聚碳酸酯组合物，包括如下重量份的组分：pc树脂50～95份、abs树脂5～50份、氟化石墨烯0.1～6份、三嗪0.1～0.5份、抗氧剂：0.1～1份。pc树脂即聚碳酸酯，abs树脂即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。聚碳酸酯(pc)不耐紫外光，长期暴露于紫外线中会发黄。pc在受紫外线照射时，特征活化波长分别是285nm，305nm，330nm，360nm，而三嗪的特征吸收波段是280～360nm，包含了pc的受紫外线照射时的所有特征波段，其具有芳香性，体系能量低，较稳定，作为紫外吸收剂能最大限度的提高pc的耐候性。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)的热变形温度低、可燃、耐候性较差。而氟化石墨烯由于氟元素的引入，导致材料内聚能和表面能明显减小，使得材料更易在表面延展和滑动，在材料表面富集，同时，其c-f键的高键能，使制得的聚碳酸酯组合物在光照时性能好，还提高材料原始的力学性能和热稳定性能。因此，三嗪和氟化石墨烯的复配，对聚碳酸酯组合物材料的长期耐候起到了保护作用。优选的，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。相对脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯来说，芳香族聚碳酸酯由于具有苯环结构，使其具有更佳的机械性能，更适合于工业应用。优选的，所述聚碳酸酯的重均分子量为18000～43000。重均分子量过低，聚碳酸酯的拉伸强度不够，而且相对分子链长的聚碳酸酯，在光、力、热等作用下分子链更容易断裂，耐候性不稳定；而重均分子量过大，聚碳酸酯的成本就会升高，断裂伸长率会增大。因此，选择此重均分子量范围的聚碳酸酯，能平衡拉伸强度、耐候稳定性和成本之间的矛盾。优选的，所述abs树脂的相对分子量为105～1.8×105g/mol。相似的相对分子量过低，abs树脂的拉伸强度不够，而且相对分子链长的abs树脂，在光、力、热等作用下分子链更容易断裂，耐候性不稳定；而重均分子量过大，abs树脂的成本就会升高，断裂伸长率会增大。因此，选择此相对分子量范围的abs树脂，能平衡拉伸强度、耐候稳定性和成本之间的矛盾。优选的，所述abs树脂由以下重量百分数的物质制成：丁二烯10～20％、丙烯腈10～32％和苯乙烯48～80％。随着三种成分比例的调整，abs树脂的物理性能会有一定的变化：丁二烯为abs树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；丙烯腈为abs树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；苯乙烯为abs树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。优选的，所述的氟化石墨烯中氟与碳的摩尔比为0.8～2。如果氟的含量过低，则制成的聚碳酸酯组合物的耐候性能不好，氟的含量过高，与pc/abs的相容性太差。优选的，所述三嗪是1,3,5-三嗪。三嗪具有芳香性，而均三嗪的芳香性最优。具有芳香性的三嗪有离域能，体系能量低，较稳定，因此使用其制备的聚碳酸酯组合物更耐候。优选的，所述抗氧剂是二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种。抗氧化剂采用市售的产品，其作用是提高制成的聚碳酸酯组合物的耐老化性能。优选的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的组合，二者的重量比为1：1。通过实验对比，这两种抗氧化剂进行一比一的混合，对组合物带来更优的耐老化性能，且成本最合适。制备所述的高耐候的聚碳酸酯组合物的方法，包括如下步骤：(1)将pc树脂、三嗪和抗氧剂混合搅拌，形成混合物a；将abs和氟化石墨烯混合搅拌，形成混合物b；(2)将混合物a和混合物b分别熔融挤出，进行共混造粒，得到所述聚碳酸酯组合物。pc树脂、三嗪、抗氧剂三者加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a；将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；前者从挤出机的主喂料口喂入，后者从挤出机的侧喂料口喂入(当然，顺序可以调换)，然后两者进行共混造粒，得到具有高耐候的聚碳酸酯的复合材料。以下实施例及对比例中选用的聚碳酸酯(pc)使用韩国湖石的pc-1100；abs用高桥的abs3504，氟化石墨烯1中氟与碳的摩尔比为1.5，氟化石墨烯2中氟与碳的摩尔比为0.8，氟化石墨烯3中氟与碳的摩尔比为2，三嗪用basf公司的kemisorb1600；抗氧剂为basf公司的irganox1076和irganox168，其重量比为1：1。对比例1(1)按重量份称取各组分：pc：50份，abs树脂：50份，三嗪：0.1份，四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯：0.1份，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯：0.1份。(2)将所有原料加入混合搅拌机中进行混合从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。对比例2(1)按重量份称取各组分：pc树脂：95份，abs树脂:5，氟化石墨烯2：0.1份，三嗪：0.3份；抗氧剂：0.1～1份。(2)a将pc树脂、三嗪、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a，将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；b.将混合物a从挤出机的主喂料口喂入，混合物b从挤出机的侧喂料口喂入，进行共混造粒，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。对比例3(1)pc树脂：75份，abs树脂：25份，氟化石墨烯3：5份，三嗪：0.5份；抗氧剂：0.1～1份。(2)a将pc树脂、三嗪、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a，将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；b.将混合物a从挤出机的主喂料口喂入，混合物b从挤出机的侧喂料口喂入，进行共混造粒，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。实施例1(1)pc树脂：50份，abs树脂50份，氟化石墨烯1：5份，三嗪：0.5份；抗氧剂：0.5份。(2)a将pc树脂、三嗪、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a，将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；b.将混合物a从挤出机的主喂料口喂入，混合物b从挤出机的侧喂料口喂入，进行共混造粒，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。实施例2(1)pc树脂：80份，abs树脂：5份，氟化石墨烯1：3份，三嗪：0.1份；抗氧剂：0.1份。(2)a将pc树脂、三嗪、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a，将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；b.将混合物a从挤出机的主喂料口喂入，混合物b从挤出机的侧喂料口喂入，进行共混造粒，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。实施例3(1)pc树脂：95份，abs树脂：25份，氟化石墨烯1：5份，三嗪：0.3份；抗氧剂：1份。(2)a将pc树脂、三嗪、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物a，将abs和氟化石墨烯加入混合搅拌机中进行混合，形成混合物b；b.将混合物a从挤出机的主喂料口喂入，混合物b从挤出机的侧喂料口喂入，进行共混造粒，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。各对比例及实施例注塑成100mm×100mm×2mm的高光板，按照pv1303标准进行氙灯老化实验，采用的波长为420nm，滤镜为b/sl，光照时间为5个周期缺口冲击强度按照iso179-1标准进行，弯曲模量按照iso178标准进行。具体结果如表1所示。表1对比例、实施例耐候性能参数测试内容对比例1对比例2对比例3实施例1实施例2实施例3缺口冲击强度kj/m2)605623586351弯曲模量(mpa)210621502600270525862608外观好好起皮好好好5周期色牢度33444-545周期色差5.26.31.81.70.71.6由上表可知，实施例2耐候性能好，外观无起皮，缺口冲击强度高，弯曲模量高。氟化石墨烯在材料表面分散好，氟化石墨烯的c-f键的高键能使得材料在光照时性能好，还能提高材料原始的力学性能和热稳定性能，三嗪和氟化石墨烯的复配对材料的长期耐候起到了保护作用。以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12