一种聚碳酸酯组合物及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法。

背景技术：

1、聚碳酸酯是一种高刚性分子结构物质，因此基于聚碳酸酯合成的材料或合金普遍存在流动性差，难以进行加工等问题。

2、现有技术中，多采用引入小分子润滑剂作为添加剂以提升聚碳酸酯组合物的加工流动性，但该做法普遍会影响产品韧性大幅度降低的问题，尤其是一些薄壁化产品，不仅产品由于韧性问题而无法使用，甚至在加工过程中便出现开裂现象，同时由于这些小分子润滑剂的引入可能会与聚碳酸酯组合物中的一些其他功能组分(例如阻燃剂、增韧剂等)存在相容性问题，造成析出现象，最终导致产品出现外观问题。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种聚碳酸酯组合物，该产品通过引入特定配比量的丙烯酸酯共聚物作为加工流动性改善成分，不仅可以使得产品在薄壁化设计时具有优异的加工流动性，同时具有理想的力学性能和阻燃性能。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：

4、聚碳酸酯60～90份、abs树脂10～50份、加工流动性改善剂0.5～5份；

5、所述加工流动性改善剂为丙烯酸酯共聚物，重均分子量≥500000。

6、优选地，所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为500000～4500000。

7、优选地，所述丙烯酸酯共聚物为聚甲基丙烯酸甲酯。

8、优选地，所述聚碳酸酯的组合物的组分还包括增韧剂0.1～10份、阻燃剂0.01～5份、抗滴落剂0.1～5份。

9、优选地，所述加工流动性改善剂的重量份数为1～4份。

10、更优选地，所述聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：

11、聚碳酸酯65～85份、abs树脂15～40份、增韧剂0.2～3份、阻燃剂0.1～1份、加工流动性改善剂1～4份以及抗滴落剂0.2～0.8份。

12、传统的聚碳酸酯组合物中，引入小分子润滑剂虽然确实能够改善产品的加工流动性，但是产品的韧性会有所下降，并且在制备薄壁化产品时的下降幅度尤为明显；另一方面，这些润滑剂对于加工流动性的改善程度非常有限，制备的产品的螺旋线长度无法突破280，还会由于与其他组分的相容性问题而造成产品组分析出现象，表面出现诸如银丝等外观缺陷。基于这些技术困境，本发明所述产品选用重均分子量≥500000的大分子丙烯酸酯共聚物(一般的丙烯酸酯共聚物添加剂重均分子量约为200000)作为加工流动性改善剂以改善pc/abs组合物的加工流动性，本领域技术人员公知，随着重均分子量的增加，丙烯酸酯共聚物会使得组合物的粘度增大，但发明人发现，大分子的丙烯酸酯共聚物的作用下，聚碳酸酯和abs树脂的分子纠缠将会大幅度增加，细化两者的相态分布，不仅加工流动性显著提升，同时产品的韧性可以保持在相当可观的程度；另一方面，由于丙烯酸酯共聚物并非小分子物质，添加量小，因此不会造成产品的析出现象，产品外观性良好。

13、不过，该加工流动性改善剂不能引入太多，否则产品的加工流动性又会极速衰弱，产品的综合性能变差。发明人发现，当加工流动性改善剂的重均分子量维持在500000～4500000范围内，并且添加重量份维持在优选范围内时，产品可以兼顾最佳的加工流动性以及薄壁化下的韧性性能。

14、更优选地，所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为500000～2800000。

15、优选地，所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量采用小角激光散射法直接测试得到。

16、优选地，所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为500000、600000、700000、800000、900000、1000000、1200000、1500000、1800000、2000000、2200000、2500000、2800000、3000000、3500000、4000000、4500000。

17、更优选地，所述丙烯酸酯共聚物的重均分子量为500000～1500000。

18、优选地，所述聚碳酸酯的重量份数为65份、70份、75份、80份、85份中的一者或任意两者的范围值；所述abs树脂的重量份数为15份、20份、25份、30份、35份、40份中的一者或任意两者的范围值；所述增韧剂的重量份数为0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.5份、3份中的一者或任意两者的范围值；所述阻燃剂的重量份数为0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份中的一者或任意两者的范围值；所述加工流动性改善剂的重量份数为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份中的一者或任意两者的范围值；所述抗滴落剂的重量份数为0.2份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份中的一者或任意两者的范围值；

19、经过发明人多次确认，本发明所述丙烯酸酯共聚物可以是自制产品，也可以是市售直接购买得到的产品。

20、优选地，所述聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：

21、聚碳酸酯70～80份、abs树脂20～30份、增韧剂0.5～1份、阻燃剂0.2～0.5份、加工流动性改善剂2～3份以及抗滴落剂0.3～0.5份。

22、更优选地，所述聚碳酸酯组合物中，聚碳酸酯的质量百分含量≥50wt％。

23、优选地，所述聚碳酸酯为双酚a型聚碳酸酯。

24、优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数为0.15～0.83；

25、更优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数为0.18～0.64；

26、更优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数为0.2～0.56；

27、更优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数为0.2、0.21、0.28、0.3、0.33、0.37、0.4、0.45、0.5、0.55、0.56中的一者或任意两者的范围值。

28、优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数≤0.5。

29、更优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数为0.21～0.45。

30、更优选地，所述聚碳酸酯的非牛顿指数的测试方法为毛细管流变仪测试法：选择长径比为30∶1，入口角为180°的口模，剪切速率γ为100、500、1000、2000、3000、5000s-1；剪切温度t固定位为260℃；恒温时间为6min，在恒剪切速率下将熔体从毛细管中挤出，仪器自动记录剪切应力τ，通过对于高聚物熔体而言，剪切速率和剪切应力服从幂率公式(τ＝kγn；粘度＝kγn-1)，通过lgτ和lgγ作图得到一条直线，其斜率即为非牛顿指数。

31、在聚碳酸酯的种类选择时，发明人发现，当聚碳酸酯的非牛顿指数维持在≤0.5范围内时，产品的加工流变性能可以得到进一步改善。

32、优选地，所述聚碳酸酯根据iso 1133-2011在300℃、1.2kg负荷下的熔体流动速率为0.6～70g/10min；

33、更优选地，所述聚碳酸酯根据iso 1133-2011在300℃、1.2kg负荷下的熔体流动速率为1～45g/10min；

34、更优选地，所述聚碳酸酯根据iso 1133-2011在300℃、1.2kg负荷下的熔体流动速率为2～26g/10min。

35、更优选地，所述聚碳酸酯根据iso 1133-2011在300℃、1.2kg负荷下的熔体流动速率为2.17～19.8g/10min。

36、优选地，所述聚碳酸酯根据iso 1133-2011在300℃、1.2kg负荷下的熔体流动速率为2.1g/10min、2.17g/10min、2.5g/10min、2.8g/10min、2.83g/10min、3g/10min、3.43g/10min、4g/10min、5g/10min、8g/10min、9g/10min、9.82g/10min、10g/10min、12g/10min、12.4g/10min、13g/10min、15g/10min、18g/10min、19g/10min、19.8g/10min中的一者或任意两者的范围值。

37、经过发明人多次验证，本发明所述聚碳酸酯可以使用自制产品，也可以使用市售直接购买的产品，所述自制产品可以为同一体系产品，也可以为不同体系方法制备的产品。

38、优选地，所述abs树脂根据iso 1133-2011在220℃、10kg负荷下的熔融指数为7～30g/10min。

39、优选地，所述abs树脂根据iso 1133-2011在220℃、10kg负荷下的熔融指数为7.8～28.7g/10min。

40、优选地，所述聚碳酸酯组合物中，聚碳酸酯和abs树脂的总质量含量不低于60wt％。

41、优选地，所述增韧剂为san接枝pb橡胶、mma接枝硅橡胶、san接枝硅橡胶、sebs、mbs中的至少一种。

42、更优选地，所述增韧剂根据iso1133-2012在300℃、1.2kg负荷下的熔融指数为0.1～5g/10min。

43、优选地，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。

44、更优选地，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂、磺酸盐阻燃剂、有机硅阻燃剂无机填料阻燃剂中的至少一种。

45、更优选地，所述无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，所述磷系阻燃剂的磷含量≥10wt％。

46、更优选地，所述磷系阻燃剂为dopo(又称dop，9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)、tpp(磷酸三苯酯)、bdp(双酚a双(二苯基磷酸酯))、rdp(间苯二酚(二苯基磷酸酯))、磷腈、磷酸酯中的至少一种。

47、优选地，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物中的至少一种。

48、更优选地，所述聚碳酸酯的组分还包括0.01～1份抗氧剂、0.01～1份润滑剂、0.01～1份光稳定剂、0.01～1份色料中的至少一种。

49、基于实际产品的需要，本领域技术人员可以在不影响产品性能的前提下适当引入一些聚碳酸酯产品中常见引入的一些组分，例如提升产品耐老化性能的抗氧剂，提升产品加工性能的润滑剂、提升产品在薄壁化时耐光老化性的光稳定剂以及赋予产品各种色系的色料等等。

50、本发明的另一目的在于提供所述聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

51、将各组分混合均匀后，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得所述聚碳酸酯组合物。

52、本发明所述聚碳酸酯组合物的制备方法操作步骤简单，可实现工业化规模生产。

53、优选地，所述双螺杆挤出机的温度区间设置为：220～280℃，螺杆转速为200～600r/min，螺杆长径比为48:1。

54、本发明的再一目的在于提供所述聚碳酸酯组合物在制备薄壁化便携式电子产品中的应用。

55、更优选地，所述薄壁化便携式电子产品包括平板电脑、手机。

56、更优选地，所述聚碳酸酯组合物应用于制备所述薄壁化便携式电子产品的外壳或内部集成电路电子元件的保护装置。

57、本发明所述聚碳酸酯组合物加工流动性极高，螺旋线长度可以达到280以上，同时可以在薄壁化程度下达到理想的阻燃性和韧性，外观良好，综合性能优异，尤其适用于一些薄壁化、轻量化的便携式电子产品的制备当中，经验证可以达到1.5mm厚度下的正常使用。

58、本发明的有益效果在于，本发明提供了一种高流动性的聚碳酸酯组合物，该产品通过引入特定配比量的丙烯酸酯共聚物作为加工流动性改善成分，不仅可以使得产品在薄壁化设计时具有优异的加工流动性，同时具有理想的力学性能和阻燃性能。