聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法
2023-04-27 11:03:41 2
專利名稱：聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法
技術領域：
本發明涉及工程塑料合金的製備方法，特別是聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法。
背景技術：
聚碳酸酯(PC)是一種無定形的熱塑性聚合物，具有良好的力學性能、耐熱性和電性能，特別是具有良好的耐衝擊性能，在工程塑料中居首位，在電器、電子、醫療器械等諸多領域得到廣泛應用，但是PC的熔體粘度大，流動性差、耐溶劑性差，特別是對有機溶劑和鹼性藥品的耐受性差，在溶劑和鹼性環境下易發生應力開裂和溶脹，並且對缺口敏感。聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種結晶性的熱塑性塑料，結晶速度快，適合於高速成型，具有耐化學藥品性、熔體流動性好的特點，但是缺口衝擊強度低，高負荷下熱變形溫度低。把聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯直接混和製得得合金缺口衝擊強度低、韌性差，難以滿足工程材料的要求。為了提高聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金材料的韌性，國內外學者對此進行了研究。Chacko等在聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯共混體系中加入20wt％MBS能提高衝擊強度(US Patent，4，677，150)。William等在聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯共混體系中加入10wt％功能化的多層結構MBS提高衝擊強度(Journal of Applied Polymer Science 2000，76，1280-1284)。趙梓年等將PS-g-橡膠作為增容劑與PC，PBT共混製得PC/PBT合金，當加入15份增容劑時可以大幅度提高共混物的衝擊強度(現代塑料加工應用2001，13，13)。但是由於用來增韌的彈性體的用量較大，使得合金的模量下降較大。張皓瑜等提供了一種PC/PBT合金的製備方法，即採用乙烯-辛烯共聚物作為界面增容劑和改性劑，用量為7-12份，與聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯在雙螺杆中進行共混，製成高性能的合金(CN1245182)。但是，由於乙烯-辛烯共聚物與聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯的極性差異較大使得乙烯-辛烯共聚物與聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯體系的相容性較差，在對聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯體系改性，特別是對聚對苯二甲酸丁二醇酯含量高的體系進行改性時，缺口衝擊強度提高幅度不大。
發明內容
本發明的目的是提供聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法，即採用乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物並用的技術，將它們與聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯在雙螺杆擠出機中進行共混，製得高性能的合金。
乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物由於含有環氧官能團和低的玻璃化轉變溫度，-50℃，是聚酯的優良的增韌劑。乙烯-辛烯共聚物是一種很好的熱塑性彈性體，並且可以改變聚對苯二甲酸丁二醇酯的結晶形態和共混物的相結構，將乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯-辛烯共聚物並用後，不僅可以通過乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物增加PBT、PC兩者的相容性，而且可以通過乙烯-辛烯共聚物改變共混物的形態結構，從而使聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金具有更優異的性能。
本發明一種新的聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法如下先將聚碳酸酯，聚對苯二甲酸丁二醇酯在真空烘箱中110-130℃下乾燥4小時以上，然後在雙螺杆擠出機中加入聚碳酸酯50重量份，聚對苯二甲酸丁二醇酯50重量份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物1.25-7重量份，乙烯-辛烯共聚物1.25-7重量份，在230-250℃下共混擠出，螺杆轉速為250-350rpm，經過造粒得到聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金。
本發明所用的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物的熔融指數在5-15dg/min之間，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯含量在5-15％之間。
本發明所用的乙烯-辛烯共聚物的熔融指數在0.5-5dg/min之間，其中辛烯含量在20-40wt％之間。
本發明製得的聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金材料具有很好的抗衝擊性能，其缺口衝擊強度為782J/m，拉伸強度為42MPa，斷裂伸長率為252％，彎曲強度為73MPa，彎曲模量為1957MPa，能很好地滿足工程材料的要求，用於機械、汽車等部件。本發明所提供的製備方法操作方便、工藝簡單的特點，具有良好的工業化前景。
具體實施例方式以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的範圍。
實施例1-3按表-1中的配方，先將聚碳酸酯(PC，牌號PC110，旭美化成股份有限公司)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌號L2100-G，儀化集團公司工程塑料廠)用真空烘箱在120℃下乾燥4小時後，與乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(PTW，牌號ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌號Engage8180，DuPont-Dow)一起加入到雙螺杆擠出機中進行混煉，共混溫度為230-250℃，螺杆轉速為250-350rpm，將擠出的粒料用普通烘箱在100℃下乾燥4小時後在注塑機上製得標準樣條，注塑溫度為230-259℃。試樣分別按照ISO R527，ISO 178，ISO 180標準測試拉伸、彎曲、衝擊等性能指標。
測試結果如表-1所示，加入PTW和POE後，聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯體系的缺口衝擊強度有明顯的提高，將PTW和POE並用，特別是PTW和POE的重量比為50比50，與單獨用PTW或POE相比，韌性有更大的提高。
表-1實例對照例 對照例 對照例 對照例 l 2 31234(注)配方(重量份數)PC 50 50 50 50 50 50 50PBT 50 50 50 50 50 50 50PTW 7 1.25 3.55.75POE 77 5.75 3.51.25物理機械性能缺口衝 41405 430 262 440559440擊強度，J/m拉伸強 59 49 53 55 52 52 53度，MPa斷裂伸 28 116 125 92 80 14270長率，％彎曲強 89 58. 73 78 75 76 77度，MPa彎曲模 2299 1738 1814 16191764 1809 1782量，MPa
注對照例4來自專利CN1245182實施例4-8按表-2中的配方，先將聚碳酸酯(PC，牌號PC110，旭美化成股份有限公司)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌號L2100-G，儀化集團公司工程塑料廠)用真空烘箱在120℃下乾燥4小時後，與乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(PTW，牌號ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌號Engage8180，DuPont-Dow)一起加入到雙螺杆擠出機中進行混煉，共混溫度為230-250℃，螺杆轉速為250-350rpm，將擠出的粒料用普通烘箱在100℃下乾燥4小時後在注塑機上製得標準樣條，注塑溫度為230-259℃。試樣分別按照ISO R527，ISO 178，ISO 180標準測試拉伸、彎曲、衝擊等性能指標，測試結果如表-2所示，隨著PTW和POE用量的增加，缺口衝擊強度有顯著增加，並且比單用PTW和POE的效果好，數據沒有細列。
表-2實例 4 5 6 7配方(重量份數)PC 50505050PBT50505050PTW1.5 2.5 5 7POE1.5 2.5 5 7物理機械性能缺口衝擊強 166 474 573 601度，J/m拉伸強度， 57524746Mpa斷裂伸長率， 126 130 150 167％彎曲強度， 84777067.1Mpa彎曲模量， 2012 1879 1765 1678Mpa實施例8-12按表-3中的配方，先將聚碳酸酯(PC，牌號PC110，旭美化成股份有限公司)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT，牌號L1075，儀化集團公司工程塑料廠)用真空烘箱在120℃下乾燥4小時後，與乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(PTW，牌號ElvaloyPTW，DuPont)，乙烯-辛烯共聚物(POE，牌號Engage8180，Engage8150，Engage8100，Engage8200，Engage8003，DuPont-Dow)一起加入到雙螺杆擠出機中進行混煉，共混溫度為230-250℃，螺杆轉速為250-350rpm，將擠出的粒料用普通烘箱在100℃下乾燥4小時後在注塑機上製得標準樣條，注塑溫度為230-259℃，試樣分別按照ISO R527，ISO 178，ISO 180標準測試拉伸、彎曲、衝擊等性能指標，測試結果如表-3所示，將PTW和POE並用到PC和粘度較小的PBT構成的共混體系中，同樣會顯著提高合金材料的缺口衝擊強度。
表-3實例對照例4 8 9 101112配方(重量份數)PC 50 5050505050PBT 50 5050505050PTW 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5POEEngage8180 3.5Engage8150 3.5Engage8100 3.5Engage8200 3.5Engage8003 3.5物理機械性能缺口衝擊強 73 782 724 769748 731度，J/m拉伸強度， 45 424242 4241Mpa斷裂伸長45 737373 7373Mpa彎曲模量， 21811957 1948 1901 1946 1955Mpa
權利要求
1.聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法，其特徵製備方法如下先將聚碳酸酯，聚對苯二甲酸丁二醇酯在真空烘箱中110-130℃下乾燥4小時以上，然後在雙螺杆擠出機中加入聚碳酸酯50重量份，聚對苯二甲酸丁二醇酯50重量份，乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物1.25-7重量份，乙烯-辛烯共聚物1.25-7重量份，在230-250℃下共混擠出，螺杆轉速為250-350rpm，經過造粒得到聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金。
2.根據權利要求1所述的聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法，其特徵在於乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物的熔融指數在5-15dg/min之間，其中甲基丙烯酸縮水甘油酯含量在5-15％之間。
3.根據權利要求1所述的聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法，其特徵在於乙烯-辛烯共聚物的熔融指數在0.5-5dg/min之間，其中辛烯含量在20-40wt％之間。
全文摘要
本發明提供了聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金的製備方法，即採用乙烯－丙烯酸丁酯－甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯－辛烯共聚物兩種增韌劑並用的技術，與聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯在雙螺杆擠出機中進行共混，製得高性能的合金，該方法具有生產工藝簡單，加工性能好等優點，所製備的聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯合金材料，可用作機械、汽車部件等材料。
文檔編號B29C47/40GK1569960SQ20041001829
公開日2005年1月26日 申請日期2004年5月13日 優先權日2004年5月13日
發明者白繪宇, 張勇, 王仕峰, 郜奇, 張隱西 申請人:上海交通大學