一种聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金及其制备方法，属于工程塑料领域。该合金材料包括聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、相容剂和助剂。本发明通过合金相容共混技术，改善聚醚酰亚胺与聚碳酸酯的界面相容性，提高了PEI的冲击强度。本发明聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金的制备方法简单易行，使生产成本降低，适合于工业化生产。
【专利说明】
-种聚離醜亚胺与聚碳酸醋合金及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种工程塑料，具体设及一种聚酸酷亚胺与聚碳酸醋合金及其制备方 法。 技术背景
[0002] 聚酸酷亚胺(简称:PEI)是一种分子结构含有亚胺键和酸键的无定型聚合物，具有 耐高溫及优良的尺寸稳定性，W及高强度，高刚性、抗化学性、阻燃、电气性能优异。作为一 种特种工程塑料，可广泛应用于电子电器、汽车、飞机、宇航、机械、食品工业及医疗器材等 领域。但是聚酸酷亚胺树脂存在脆性较大，价格昂贵的问题。
[0003] 聚碳酸醋(简称:PC)是一种无定形、透明的热塑性聚合物，具有突出的冲击强度和 耐蠕变性，良好的电气性能W及良好的表面光洁度，价格适中，但PC存在对缺口敏感性高， 高溫易水解，耐溶剂性差，摩擦系数大等缺点。
[0004] 将PEI与PC做成塑料合金，不仅可保持两者优异的机械性能、高低溫性能、电气性 能、表面光洁度，还改善了 PEI的脆性的问题，降低PEI工程塑料的成本。两者虽然为无定形 聚合物，但相容性差，合金化困难。中国专利CN103951956. A从PEI/PC薄膜着眼，采用二恶挫 嘟和/或异氯酸醋为相容剂制备了 PEI/PC合金薄膜，遗憾的是二恶挫嘟价格昂贵。本发明采 用一种廉价的，具有可W和阳I，PC分子中的-COOH，-OH，-NH，-N肥基团反应的甲基丙締酸甲 醋与有机娃组成的共聚活性基团核/壳型聚合物，W及双酪A改性有机娃树脂，其中的双酪A 结构与PEI，PC分子中的类似结构存在相似相容作用，提高了PEI和PC之间的相容性，制备了 注塑级PEI/PC合金
【发明内容】
[0005] 1.发明要解决的技术问题
[0006] 针对现有技术中PEI与PC两者相容性不高，合金化困难等问题，本发明提供一种聚 酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金及其制备方法，改善了 PEI和PC界面相容性，制备的合 金具有良好的机械性能、耐冲击性能、阻燃性能、表面光洁度。同时合金采用同向平行双螺 杆挤出机共混技术制造，简单易行，极适合工业化生产。
[0007] 2.技术方案
[000引一种聚酸酷亚胺与聚碳酸醋合金，W重量份数计包括W下组分：
[0009] 34~57份聚碳酸醋(PC)，34~57份聚酸酷亚胺(阳I )，3~15份相容剂（甲基丙締酸 甲醋与有机娃组成的共聚活性基团聚合物、或双酪A型环氧改性有机娃树脂）；1份助剂。
[0010] 优选的，聚碳酸醋的相对分子质量为2万-3.5万；优选的，聚酸酷亚胺为沙伯基础 ULTEMl 000 纯树脂；
[0011] 相容剂为甲基丙締酸甲醋与有机娃组成的共聚活性基团聚合物（W下简称为相容 剂1#)、双酪A型环氧改性有机娃树脂（W下简称为相容剂2#)中的一种或多种的混合物。
[0012] 助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量70万-75万娃酬粉1:1比例 的混合物。
[0013] -种聚酸酷亚胺与聚碳酸醋合金的制备方法，其步骤为：
[0014] (1)按W下组分进行备料
[001引将34~57份聚碳酸醋(PC)和34~57份聚酸酷亚胺(PEI)，于105°C条件下烘干4小 时，3~15份相容剂，1份助剂；
[0016] (2)将上述备料，转入高速混料机中预先混合均匀，经双螺杆挤出机烙融挤出、切 粒和干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料;所述双螺杆挤出机一到九区加 工溫度分别为270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，挤出机机头 溫度为300 °C，真空度为-0.0 SMPa。
[0017] 3.有益效果：
[0018] 本发明通过在相容剂存在下利用双螺杆反应性挤出共混技术，使PEI、PC、相容剂 =者之间发生化学反应，形成化学键合的稳定性结构。其中相容剂1#是一种核壳结构聚合 物，其核为有机娃/丙締酸，壳为甲基丙締酸甲醋，可W和-OH、-C00H、-NH、-N此等基团反应， 提高了PC、PEI之间的相容性。相容剂2#也含有有机娃和环氧基团，同样可W和极性基团反 应，同时双酪A环氧树脂中的双酪结构与PC和PEI分子中的类似结构存在相似相容作用，提 高PC与PEI之间的相容性，得到性能优异的合金化材料。
[0019] 本发明使用反应型挤出技术，便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1
[0021] 将48份阳I和48份PC于105°C条件下烘干4小时，和3份相容剂1#(甲基丙締酸甲醋 与有机娃组成的共聚活性基团聚合物），1份助剂在混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经 双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述 双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270°C、290°C、310°C、310 °C、290°C、285°C、280 °C、 280°C和290°C，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-O.OSMPa。其中聚碳酸醋的相对分子质 量为2.4万；聚酸酷亚胺为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工有限公司 ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量72万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[0022] 实施例2
[0023] 将47份阳I和47份PC于105°C条件下烘干4小时，和5份相容剂1#(甲基丙締酸甲醋 与有机娃组成的共聚活性基团聚合物），1份助剂，在混料机中预先混合均匀，转入加料斗， 经双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所 述双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280 °C、280°C和290°C，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-0.0 SMPa。其中聚碳酸醋的相对分子 质量为2.5万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工ESCNOXS- 9229型抗氧剂和分子量72万娃酬粉按照质量1:1的混合物.
[0024] 实施例3
[002引将阳I 45.5份和PC45.5份于105°C条件下烘干4小时，和8份相容剂1#(甲基丙締酸 甲醋与有机娃组成的共聚活性基团聚合物)和1份助剂，在混料机中预先混合均匀，转入加 料斗，经双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材 料。所述双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、 280°C、28(rC和290°C，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相对 分子质量为3.5万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工 ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量75万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[00%] 实施例4
[0027] 将45.5份PE巧日45.5份PC于105°C条件下烘干4小时，和8份相容剂2#【环氧改性有 机娃树脂，环氧值0.03(eq/100g)】，l份助剂在混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺 杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺 杆挤出机一到九区加工溫度分别为 270°C、290°C、310°C、310°C、290°C、285°C、280°C、280°C 和290°C，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-0.08M化；其中聚碳酸醋的相对分子质量为 2.5万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型 抗氧剂和分子量72万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[0028] 实施例5
[0029] 将44.5份阳I和44.5份PC于105°C条件下烘干4小时，和10份相容剂2#【环氧改性有 机娃树脂，环氧值0.05(eq/100g)】和1份助剂在混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经双 螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双 螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280°C、280 °C和290°(：，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-0.OSMPa;其中聚碳酸醋的相对分子质量为 2万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗 氧剂和分子量70万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[0030] 实施例6
[0031] 将42份阳I和42份PC于105°C条件下烘干4小时，和15份相容剂1#，1份助剂在混料 机中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺 (PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，挤出机机头溫度为300 °C，真空度为- O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相对分子质量为3万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000 纯树 月旨，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量72万娃酬粉按照质量1:1的混合 物。
[0032] 实施例7
[0033] 将57份PEI和34份PC于105°C条件下烘干4小时，和8份相容剂1#，助剂1份在混料机 中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺 (PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，挤出机机头溫度为300 °C，真空度为- O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相对分子质量为2万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000 纯树 月旨，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量70万娃酬粉按照质量1:1的混合 物。
[0034] 实施例8
[00对将34份阳巧日57份PC于105°C条件下烘干4小时，和8份相容剂1#，助剂1份在混料机 中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺 (PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺杆挤出机一到九区加工溫度分别为270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，挤出机机头溫度为300 °C，真空度为- O.OSMPa，其中聚碳酸醋的相对分子质量为2万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000 纯树 月旨，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量70万娃酬粉按照质量1:1的混合 物。
[0036] 实施例9
[0037] 将34份PEI和57份PC于105°C条件下烘干4小时，和10份相容剂2#【环氧改性有机娃 树脂，环氧值〇.〇8(eq/100g)】和1份助剂在混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺杆 挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺杆 挤出机一到九区加工溫度分别为270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和 290°C，挤出机机头溫度为300°C，真空度为-0.OSMPa;其中聚碳酸醋的相对分子质量为2万； 聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧剂 和分子量70万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[003引对比例
[0039] 将49.5份PEI，49.5份PC，1份助剂在混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺 杆挤出机烙融挤出、切粒、干燥，制成聚酸酷亚胺(PEI)与聚碳酸醋(PC)合金材料。所述双螺 杆挤出机一到九区加工溫度分别为真空度为-0.08MPaD270°C、290°C、310°C、310°C、290°C、 285°C、280°C、280°C和290°C，挤出度为机机头溫300°C，真空度为-0.08。其中聚碳酸醋的相 对分子质量为2万；聚酸酷亚胺为为沙伯基础化TEM1000纯树脂，助剂为南京福聚化工 ESCN0XS-9229型抗氧剂和分子量70万娃酬粉按照质量1:1的混合物。
[0040] 实验结果
[0。川
12 W上项目按照拉伸强度IS0527、弯曲强度IS0178、弯曲模量IS0178、悬臂梁缺口冲 击强度IS0180的测试标准，阻燃性能测试按照化94标准测试。 2 从W上性能可看出：PEI占比增加，合金拉伸强度增加，冲击强度降低。当核壳结构 聚合物相容剂1#添加分数达到8份时，材料的综合性能达到最优。该材料适用于制造高档仪 器外壳，手机外壳和充电器外壳等。
【主权项】
1. 一种聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金，以重量份数计包括以下组分： 34~57份聚碳酸酯；34~57份聚醚酰亚胺，相容剂3~15份；1份助剂;其中相容剂为甲 基丙烯酸甲酯与有机硅组成的共聚活性基团核壳型聚合物，或双酚A型环氧改性有机硅树 脂。2. 根据权利要求1所述的聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的聚碳酸酯的 相对分子质量为2万-3.5万。3. 根据权利要求1或2所述的聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的聚醚酰 亚胺为沙伯基础ULTEMl OOO纯树脂。4. 根据权利要求1或2所述的聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的助剂为 南京福聚化工ESCNOXS-9229型抗氧剂和分子量为70万-75万硅酮粉按照质量1:1比例的混 合物。5. 根据权利要求1所述的聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的双酚A型环 氧改性有机硅树脂的环氧值为0.03-0.08。6. -种聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金的制备方法，其步骤为： (1) 按以下组分进行备料 34~57份聚碳酸酯，34~57份聚醚酰亚胺，3~15份相容剂，1份助剂； (2) 将上述备料在高速混料机中预先混合均匀，转入加料斗，经双螺杆挤出机熔融挤 出、切粒、干燥，制成聚醚酰亚胺与聚碳酸酯合金材料;所述双螺杆挤出机一到九区加工温 度分别为270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280°C、280°C 和290 °C，挤出机机头温度 为300°C，真空度为-0.08MPa。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述的相容剂为甲基丙烯酸甲酯与有 机硅组成的共聚活性基团聚合物、或双酚A型环氧改性有机硅树脂;所述的聚碳酸酯的相对 分子质量为2万-3.5万;所述的聚醚酰亚胺为沙伯基础ULTEM1000纯树脂;所述的助剂为南 京福聚化工ESCNOXS-9229型抗氧剂和分子量70万-75万硅酮粉按照质量1:1比例的混合物。8. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：相容剂为甲基丙烯酸甲酯与有机 硅组成的共聚活性基团聚合物为8份。
【文档编号】C08L83/10GK105924967SQ201610543157
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】孙圳, 张伟, 吴玉成, 蒋炎锋, 曹玺, 袁锦瑶
【申请人】南京立汉化学有限公司