用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域,特别是涉及一种用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物及其制备方法。
背景技术
近年来中国工业的飞速发展,使得聚碳酸酯(PC)的应用面不断地拓展,其需求量也不断地增加。然而随着科技日新月异的进步,工业产品的不断更新换代,对材料性能的要求越来越严苛,常规型号的聚碳酸酯在产品性能上已经满足不了产品各类型要求,而且PC存在熔体粘度大、流动性差、高温易水解、耐溶剂性差,对缺口的敏感性高,易发生溶胀和应力开裂,且摩擦系数大、熔融温度较高、特殊牌号价格高等缺点,从而直接影响其进一步深入应用和推广。
目前,现有技术中对PC的改性做了一些研究,例如专利CN201210183983.8公开了一种IMD油墨用光油、IMD油墨、IMD薄膜及其制备方法,具体是将环已酮、异佛尔酮、三甲苯先放入搅拌机内,开启搅拌机,边搅拌边加入聚酯树脂ES-300和聚酯树脂ES-410,搅拌均匀即可;专利CN200680027920.6公开了一种层压材料,其包括第一层和第二层,第一层包含第一组合物,其含有聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物、抗冲改性剂和聚醚酰亚胺;专利CN201110130653.8公开了一种聚碳酸酯合金组合物、薄膜及其制备方法,其组分包括聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、磷氮系阻燃剂;专利CN201310258049.2公开了一种碳化硅纤维增强PC/PEI复合材料,其原料包括PC树脂、PEI、碳化硅纤维、润滑剂、马来酸酐接枝聚烯烃树脂、脱模剂、抗氧剂。
模内装饰技术(IMD)是为了解决传统装饰技术不足而发展起来的塑料成型新工艺。IMD工艺(工艺流程图如图1所示)是首先将产品所要求的图案、色彩印刷在透明塑料薄膜(PC、PET、透明ABS)上,薄膜厚度约0.1~0.2mm,然后将薄膜片材预成型、冲切成一定形状与尺寸,再将片材嵌入模具的型腔内并固定,最后向模具内注塑,塑料熔体在片材的内侧成型并与片材接触熔合在一起。这样薄膜片材便牢固地附着在产品的表面,生产出具有表面装饰的高档塑料制品。
IMD薄膜材料对低温抗冲性能、耐化学腐蚀性能、耐磨损性、易成型性和高透明性都有较高要求,大型、深腔件在这些方面要求更高。通常IMD工艺所用的PET材料成型性差、延展率低,其薄膜不能做大拉伸的制件,同时由于PET是结晶性材料,成型之后变形非常严重,因此限制了其在大型、深腔件上的应用;PMMA则因脆性大而难以成型大曲率半径和复杂结构特征的薄膜。具有优异综合性能的PC(均衡的刚性和韧性、吸水率低、尺寸稳定性好、耐热性、耐低温性)而成为这一领域很有应用潜力的材料。但是,PC存在着易应力开裂、不耐磨损、阻燃性差等缺点,现有的聚碳酸酯共混合金改性虽能使力学性能得到了提升,但是却不透明。所以,满足上述目的透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好的改性PC组合物已成为研究热点。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种具有透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好的PC/PEI组合物,可应用于模内装饰技术薄膜材料。
本发明具体采用以下方案:
一种用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物,由以下重量份的原料制备而成:
聚碳酸酯(PC)75~97份,
聚醚酰亚胺(PEI)3~25份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
所述聚碳酸酯的数均分子量为15000~30000;
所述抗滴落剂为含氟聚合物;
所述受阻酚类抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯;
所述亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。
在其中一些实施例中,用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物,由以下重量份的原料制备而成:
聚碳酸酯(PC)85~95份,
聚醚酰亚胺(PEI)5~15份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
在其中一些实施例中,用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物,由以下重量份的原料制备而成:
聚碳酸酯(PC)90份,
聚醚酰亚胺(PEI)10份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
在其中一些实施例中,所述聚碳酸酯的数均分子量为20000~25000;所述聚醚酰亚胺的数均分子量为20000~28000。
在其中一些实施例中,所述聚碳酸酯为双酚A芳香族聚碳酸酯;所述聚醚酰亚胺是由双酚A、邻苯二甲酸酐和间苯二胺聚合而成。
在其中一些实施例中,所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯;所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
本发明的另一目的是提供用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物的制备方法。
上述PC/PEI组合物的制备方法,具体的技术方案,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于100~120℃,干燥4~12小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为230~250℃,二区温度:250~280℃,三区温度为265~290℃,四区温度:265~290℃,五区温度为265~290℃,六区温度:265~290℃,模头温度:260~280℃,主螺杆转速为:100~400rpm。
在其中一些实施例中,所述步骤(1)中聚碳酸酯和聚醚酰亚胺置于110℃,干燥4~6小时;所述步骤(3)中的工艺参数为:一区温度为240~250℃,二区温度:260~280℃,三区温度为270~290℃,四区温度:270~290℃,五区温度为270~290℃,六区温度:270~290℃,模头温度:260~270℃,主螺杆转速为:150~250rpm。
在其中一些实施例中,所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹;螺杆长度L和直径D之比L/D为35~60;所述螺杆上设有1个以上的啮合块区和1个以上的反螺纹区。
在其中一些实施例中,所述螺杆长度L和直径D之比L/D为40~55;所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
本发明的原理如下:
聚酰亚胺类聚合物是具有优良综合性能最佳的有机高分子材料之一,目前已受到广泛关注。其主链上含有的酰亚胺环是芳香族杂环,该伸直主链具有高度的对称性,且呈现出较强的极性,一般经由芳香族二胺和芳香族二酐以及芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯经过热固相酰亚胺化过程得到。其刚性的分子链以及由于端基造成的不容易控制的分子量以及大量支链和交联的出现而使不能准确定义的分子结构使聚酰亚胺表现出很难溶解熔融等相关特质,这给加工制造造成了极大的困难。为了改善聚酰亚胺的加工性能,必须针对其刚性的分子链进行改性,引入柔性的聚醚或者是聚酯等具有醚键的一类小分子,从而增加分子链的柔性,降低聚合物的熔融粘度,使其具有很好的流动性,以达到显著改善加工性能的结果,以便可以使用现代工业化最常见的用来加工典型热塑性树脂的加工工艺以及加工设备对其进行成型加工制造。以综合性能和性价比作为评价标准,聚醚酰亚胺是聚酰亚胺经过改性后最成功的产品之一。
聚醚酰亚胺具有很高的透光率,综合性能很优异,属于无定形热塑性聚合物材料,其不仅具有良好的力学强度和模量,抗蠕变尺寸稳定性好,并且阻燃、耐化学腐蚀、可在180℃高温下长期使用,另外还具有优良的电性能,其介电常数在很宽的温度和频率范围内可保持稳定。
将PC与PEI熔融共混制备PC/PEI组合物,在一定程度上保持PC的拉伸强度、弯曲强度等力学性能,同时由于PEI的引入,增加了产品的阻燃性、耐化学性、高温刚性及尺寸稳定性等,达到取长补短的目的,进一步扩展了PC及PEI的应用领域,满足工业产品更广泛的性能要求。
原位反应增容是指把两种高聚物、含双反应性官能团的单体一并放入到平行双螺杆挤出机里,在挤出过程中就地产生相容剂,即该含双反应性官能团的单体分别与这两种高聚物发生反应,形成高聚物-co-含双反应性官能团的单体-co-高聚物的相容剂。
本发明采用原位反应增容的方法,在平行双螺杆挤出机里,聚碳酸酯的端羟基可以分别与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生反应,聚醚酰亚胺的端氨基可以分别与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生反应,形成相容剂PC-co-TDI-co-PEI、相容剂PC-co-PBO-co-PEI,从而改善PC/PEI体系的相容性,得到具有透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好的PC/PEI组合物。
本发明所提供的用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物的方法具有以下优点:
1、本发明所述用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物,在保持原有性能下降不多的情况下,具有透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好等优点,特别适合用作IMD工艺的薄膜材料。
2、采用本发明的原位反应增容法制备用于IMD薄膜材料的PC/PEI组合物,工艺简单,易于控制,对设备要求不高,所使用的设备均为通用的聚合物加工设备,投资不高。
附图说明
图1所示为IMD工艺流程图;
图2所示为本发明PC/PEI组合物的制备工艺流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,解析本发明的优点与精神,藉由以下实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明原位反应增容制备PC/PEI组合物的反应机理如下(制备工艺流程图请见图2):
反应机理
由上反应式可知,聚碳酸酯的端羟基可以分别与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生反应,聚醚酰亚胺的端氨基可以分别与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生反应,形成相容剂PC-co-TDI-co-PEI、相容剂PC-co-PBO-co-PEI,从而改善PC/PEI体系的相容性,得到具有透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好的PC/PEI组合物。
本发明实施例所使用的原料如下:
聚碳酸酯,选自美国陶氏化学公司,为双酚A芳香族聚碳酸酯,数均分子量为15000;
聚碳酸酯,选自日本帝人化成公司,为双酚A芳香族聚碳酸酯,数均分子量为23000;
聚碳酸酯,选自韩国三养公司,为双酚A芳香族聚碳酸酯,数均分子量为30000;
聚碳酸酯,选自韩国三养公司,为双酚A芳香族聚碳酸酯,数均分子量为50000;
聚醚酰亚胺,选自沙伯基础创新塑料有限公司,数均分子量为20000;
聚醚酰亚胺,选自沙伯基础创新塑料有限公司,数均分子量为25000;
聚醚酰亚胺,选自沙伯基础创新塑料有限公司,数均分子量为28000;
甲苯二异氰酸酯,选自上海圣宇化工有限公司;
2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉,选自南京科朗医药化工有限公司;
抗滴落剂(聚四氟乙烯),选自美国明尼苏达矿务及制造业公司(3M),牌号TF-1645;
β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076),作为主抗氧剂,选自瑞士汽巴公司;
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168),作为辅助抗氧剂,选自瑞士汽巴公司;
季戊四醇硬脂酸酯,选自美国科莱恩公司。
以下对比例和实施例中,聚醚酰亚胺(数均分子量分别为20000、25000、28000)是由双酚A、邻苯二甲酸酐和间苯二胺聚合而成,其结构式如下:
对比例1:
本对比例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)90份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)10份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为245℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:285℃,五区温度为290℃,六区温度:285℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为双线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为20,所述螺杆上设有1个啮合块区,无反螺纹区。
对比例2:
本对比例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)90份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)10份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为245℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:285℃,五区温度为290℃,六区温度:285℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
对比例3:
本对比例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为50000)90份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)10份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为245℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:285℃,五区温度为290℃,六区温度:285℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例1:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为30000)97份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为28000)3份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为250℃,二区温度:280℃,三区温度为290℃,四区温度:290℃,五区温度为290℃,六区温度:290℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:400rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为60,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例2:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为15000)95份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为20000)5份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为240℃,二区温度:260℃,三区温度为270℃,四区温度:270℃,五区温度为270℃,六区温度:270℃,模头温度:260℃,主螺杆转速为:100rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为35,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例3:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)90份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)10份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为245℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:285℃,五区温度为290℃,六区温度:285℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例4:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)85份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)15份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为250℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:290℃,五区温度为290℃,六区温度:280℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:250rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例5:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)80份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为20000)20份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为240℃,二区温度:270℃,三区温度为290℃,四区温度:290℃,五区温度为290℃,六区温度:285℃,模头温度:270℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为45,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
实施例6:
本实施例一种PC/PEI组合物,由如下原料制备而成:
聚碳酸酯(PC,数均分子量为23000)75份,
聚醚酰亚胺(PEI,数均分子量为25000)25份,
聚碳酸酯(PC)与聚醚酰亚胺(PEI)的重量份总和为100份,
上述PC/PEI组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)置于110℃,干燥4小时,冷却后,将聚碳酸酯和聚醚酰亚胺加入到高速搅拌机中进行预混合;
(2)将甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、抗滴落剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和润滑剂加入到另一台高速搅拌机中进行混合,然后将得到的混合物加入到步骤(1)中的高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(2)混合好的预混合物置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为250℃,二区温度:270℃,三区温度为280℃,四区温度:285℃,五区温度为290℃,六区温度:270℃,模头温度:260℃,主螺杆转速为:200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为55,所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
以下为对比例与实施例一览表:
表1对比例与实施例原料组成重量份一览表
以上对比例与实施例的抗滴落剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂和润滑剂分别为0.2份、0.1份、0.1份、0.1份。
将上述对比例与实施例所制试样进行以下性能测试:
透光率:按ASTMD1003标准测试,试片厚度1.0mm;
耐热性:将PC/PEI组合物颗粒用压片机压成0.1mm厚度的薄膜,将薄膜放在设定温度140℃的烘箱中,放置10小时后,观察薄膜是否变形,以此来测试薄膜的耐热性。
拉伸性能:按GB/T1042-1992标准测试,拉伸速率50mm/min;
阻燃性:将130mm×6.5mm×3.0mm的样条用承德大华试验机有限公司出品的XZT-100A氧指数测定仪测试氧指数。
熔融指数:按ASTMD1238测试,测试温度280℃,载荷2.16kg。
表2对比例与实施例性能一览表
对比例1为螺杆形状为双线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为20,螺杆上设有1个啮合块区,无反螺纹区的双螺杆挤出机制备得到的PC/PEI组合物;实施例3为螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区的双螺杆挤出机制备得到的PC/PEI组合物。通过对比可以看出,采用本发明的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区时,PC/PEI组合物的透光率、耐热性、拉伸性能、阻燃性能和熔融指数得到很大改善,获得透明度良好、耐热性高、拉伸性能好、延展率高和阻燃性好的PC/PEI组合物的有益效果。
对比例2为未加含双反应性官能团的单体的PC/PEI组合物;实施例3为加入甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)的PC/PEI组合物。通过对比可以看出,加入含双反应性官能团的单体的PC/PEI组合物的透光率、耐热性、拉伸性能、阻燃性能和熔融指数要优于未加入含双反应性官能团的单体的PC/PEI组合物的。
对比例3为聚碳酸酯的数均分子量为50000的PC/PEI组合物;实施例3为聚碳酸酯的数均分子量为23000的PC/PEI组合物。通过对比可以看出,聚碳酸酯的数均分子量为50000的PC/PEI组合物的拉伸性能和氧指数要略大于聚碳酸酯的数均分子量为23000的PC/PEI组合物的,两者的透光率变化不大,而聚碳酸酯的数均分子量为50000的PC/PEI组合物的熔融指数仅有5g/10min,其加工性能较差,不适合应用于模内装饰技术薄膜材料。
实施例1~6为调整PC和PEI的重量份,从表2中可以看出,随着PEI的添加量增加,PC/PEI组合物的透光率、断裂伸长率和熔融指数呈现减少的变化趋势;PC/PEI组合物的拉伸强度和氧指数呈现增加的变化趋势;PC/PEI组合物的耐热性越来越好。其中,实施例3的综合性能最佳。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。