CN102382428A - 一种pbt/pc合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PBT/PC合金材料及其制备方法。PBT/PC合金材料,按重量百分比由以下组分组成:聚对苯二甲酸丁二醇酯60-65%;聚碳酸酯树脂27-32%;相容及抗冲改性剂6-8%;抗氧剂0.3-0.5%;加工助剂0.5-0.7%。本发明制备的PBT/PC合金材料,韧度高,高收缩,耐溶剂,耐化学药品,成本低。因收缩率较大,适合制作大型制件,市场应用前景巨大。
Description
[技术领域]
本发明涉及高分子材料领域,尤其涉及一种PBT/PC合金材料及其制备方法。
[背景技术]
聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名polybutylece terephthalate(简称PBT),产品为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性的饱和聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,耐热水、碱类、酸类、油类。但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低,故大部分采用合金化及玻纤、填料改性。
聚碳酸酯简称PC,是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料,具有优异的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在-60~120℃下长期使用;由于分子链刚性大,树脂熔体黏度大;吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性PBT/PC合金材料,阻燃V2级;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,耐磨性欠佳。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种耐溶剂性能和冲击性能良好,成型收缩率高的PBT/PC合金材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,一种PBT/PC合金材料,按重量百分比由以下组分组成:
聚对苯二甲酸丁二醇酯 60-65%;
聚碳酸酯树脂 27-32%;
相容及抗冲改性剂 6-8%;
抗氧剂 0.3-0.5%;
加工助剂 0.5-0.7%。
所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯特性粘度为1.10-±0.015,所述的聚碳酸酯树脂是双酚A型芳香族聚碳酸酯,数均分子量为25000-30000,熔融指数为8-12g/10min。
所述的相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂。
所述的核壳型MBS类增韧剂是丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
,所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂(三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)的复配。
所述的加工助剂为EBS(N,N′-乙撑双硬脂酰胺)
上述PBT/PC合金材料的制备方法的技术方案,包括以下步骤:
1)按上述的重量百分比称取原料,首先将聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂置于100-120℃的烘箱中烘烤3-5小时;再将干燥好的对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯树脂、相容及抗冲改性剂,抗氧剂及加工助剂在高混机中混合10-20分钟;
2)将混好的原料,经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒;双螺杆挤出机工艺为:双螺杆挤出机一区温度为100℃,二区温度为180℃,三区温度为240℃,四区温度为230℃,五区温度为230℃,六区温度为220℃,七区温度210℃,八区温度200℃,模头温度220,螺杆转速460r/min,主机喂料转数为35r/min。
本发明制备的PBT/PC合金材料,韧度高,高收缩,耐溶剂,耐化学药品,成本低。因收缩率较大,适合制作大型制件,市场应用前景巨大。
[具体实施方式]
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述:
本发明的PBT/PC合金材料,由下述重量份数的原料制成:
组分1 聚对苯二甲酸丁二醇酯 60-65%
组分2 聚碳酸酯树脂 27-32%
组分3 相容及抗冲改性剂 6-8%
组分4 抗氧剂 0.3-0.5%
组分5 加工助剂 0.5-0.7%;
组分一为聚对苯二甲酸丁二醇酯,特性粘度为1.10,本发明的实施例中选用南通星辰的PBT 1100。
组分二为双酚A型芳香族聚碳酸酯,数均分子量为25000-30000,熔融指数为8-12g/10min。本发明的实施例中选用日本出光的PC IR2200。
组分三相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂:丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物,本发明的实施例中选用日本三菱丽阳的C223A。MBS类增韧剂因其结构及官能团的特殊性,可与多种树脂相容,尤其在聚酯合金体系中,所以本发明不再使用其它相容剂。
组分四中抗氧剂为酚类抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂168(三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)按重量比1∶1复配。
组分五加工助剂为EBS(N,N′-乙撑双硬脂酰胺),它具有内外润滑效果和降粘作用,选用的牌号为日本花王的EB-FF。
本发明PBT/PC合金材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)原料干燥:首先将PBT 1100与PC IR2200置于100-120℃的烘箱中烘烤4小时,除去水分;再将干燥好的PBT 1100、PC IR2200、相容及抗冲改性剂,抗氧剂及加工助剂在高混机中混合15分钟;
(2)将混好的原料,经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒;双螺杆挤出机工艺为:双螺杆挤出机一区温度为100℃,二区温度为180℃,三区温度为240℃,四区温度为230℃,五区温度为230℃,六区温度为220℃,七区温度210℃,八区温度200℃,模头温度220,螺杆转速460r/min,主机喂料转数为35r/min。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作详细的说明:
实施例1
按重量份数,PBT 110060份、PC IR220032份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。
实施例2
按重量份数,PBT 110065份、PC IR220027份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。
对比实施例
对比例1
按重量份数,PBT 108465份、PC IR220027份、C223A 7份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。
对比例2
按重量份数,PBT 110062份、PC IR220032份、C223A 5份、复配抗氧剂10760.2份1680.2份、加工助剂EB-EF 0.6份。
性能评价方式及实行标准
将上述1-4制备好的物料置于温度为100℃的鼓风干燥箱中干燥2-4小时,在海天注塑机上制样。放置冷却24小时候后测试,测试标准为美国标准。拉伸强度标准:ASTM D638,试样类型为I型,样条尺寸为57mm*13mm*3.2mm(有效尺寸),拉伸速度为50mm/min;弯曲强度标准:ASTM D790,样条尺寸为128mm*13mm*3.2mm,弯曲速度为20mm/min;悬臂梁冲击标准:ASTM D256,样条尺寸为63.5mm*12.7mm*3.2mm,缺口剩余宽度为10.71mm,熔融指数标准:ASTM D1238条件:230℃/10kg;成型收缩率:ASTM D955,制件尺寸:100mm(直径)*3.2mm(厚度)
实施例1-4的原料重量份数及制成的复合材料性能表
从表中数据可看出:
1)实施例1与对比例2中的PC及PBT树脂的含量基本一样,C223A的比例不同。性能数据显示:C223A的添加量直接影响材料的冲击强度及断裂伸长率。C223A的含量比例为7%时,冲击强度可达690J/m,断裂伸长率为200%以上,材料性能显现为超韧,形变量大;当C223A为5%时,冲击强度仅为90.4J/m,断裂伸长率为78.7%,无法达到客户的要求。
2)实施例2与对比例1中各组分的添加量一样,只有PBT的粘度不同,PBT 1084为南通星辰的一款粘度为0.84的树脂,PBT 1100粘度约为1.10,前者为低粘树脂,后者为中粘树脂。从数据可知,使用中粘PBT的配方,冲击强度及断裂伸长率明显高于低粘PBT。可分析为:中粘PBT的分子链较长,分子量较高,易被增韧剂充满、增韧;低粘PBT的分子量低,分子链较短,难以形成骨架被增韧,显现为分子链之间距离较远,整体疏松。
本发明以上实施例制备的PBT/PC合金材料,超韧,高收缩,耐溶剂,耐化学药品。突破传统的PBT/PC合金中PC占主要比例(>60%)的经典配方,经过大量实验,反复验证,制备出同等性能的超韧PBT合金料。成本也大大降低,因收缩率较大,适合制作大型制件(例如:3米长的汽车制件等),市场应用前景巨大。传统的PBT/PC合金材料性能表:
缺口冲击强度(J/1m) 拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(%) 熔融指数(g/10min) 成型收缩率(%)PC(>60%)/PBT 750 62 120 25 0.7。
Claims (7)
1.一种PBT/PC合金材料,其特征在于,按重量百分比由以下组分组成:
聚对苯二甲酸丁二醇酯 60-65%;
聚碳酸酯树脂 27-32%;
相容及抗冲改性剂 6-8%;
抗氧剂 0.3-0.5%;
加工助剂 0.5-0.7%。
2.根据权利要求1所述的PBT/PC合金材料,其特征在于,所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯特性粘度为1.10-±0.015,所述的聚碳酸酯树脂是双酚A型芳香族聚碳酸酯,数均分子量为25000-30000,熔融指数为8-12g/10min。
3.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料,其特征在于,所述的相容及抗冲改性剂为核壳型MBS类增韧剂。
4.据权利要求3所述的PBT/PC合金材料,其特征在于,所述的核壳型MBS类增韧剂是丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
5.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料,其特征在于,所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯)和亚磷酸酯类抗氧剂(三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯)的复配。
6.据权利要求1所述的PBT/PC合金材料,其特征在于,所述的加工助剂为EBS(N,N′-乙撑双硬脂酰胺)。
7.一种权利要求1所述的PBT/PC合金材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)按权利要求1的重量百分比称取原料,首先将聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂置于100-120℃的烘箱中烘烤3-5小时;再将干燥好的对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯树脂、相容及抗冲改性剂,抗氧剂及加工助剂在高混机中混合10-20分钟;
2)将混好的原料,经双螺杆挤出机熔融挤出,造粒;双螺杆挤出机工艺为:双螺杆挤出机一区温度为100℃,二区温度为180℃,三区温度为240℃,四区温度为230℃,五区温度为230℃,六区温度为220℃,七区温度210℃,八区温度200℃,模头温度220,螺杆转速460r/min,主机喂料转数为35r/min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120321 |