CN105419295B - 一种耐化学应力耐刮擦pc/pmma合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PC/PMMA材料技术领域，具体涉及一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料及其制备方法，它由如下重量份的原料组成：PC树脂30‑60份、PMMA树脂10‑30份、相容剂1‑5份、增韧剂3‑8份、协效增韧剂1‑5份、抗应力开裂剂3‑6份、有机硅微球1‑5份、硅酮母粒1‑5份、二甲基硅油0.5‑1.5份、润滑剂0.5‑1.0份和扩链剂0.5‑1.0份。本发明通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的PC/PMMA合金材料具有优异的耐化学性，同时具有优异的耐应力开裂性和耐刮擦性。
Description
技术领域
本发明涉及PC/PMMA材料技术领域，具体涉及一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近的聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-2级阻燃性能，但是聚碳酸酯的耐磨性和耐化学性较差。
聚甲基丙烯酸甲酯 （Polymethylmethacrylate，简称PMMA，英文Acrylic），又称做压克力或有机玻璃，具有极好的透明性、良好的力学性能、化学稳定性，耐刮擦，耐候性,易染色、易加工成型，主要缺点是质脆易开裂。
但现有的PC/PMMA材料耐应力和耐刮擦性能较差，一定程度上限制了PC/PMMA合金材料在某些领域的应用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，该PC/PMMA合金材料具有优异的耐化学性，同时具有优异的耐应力开裂性和耐刮擦性。
本发明的另一目的在于提供一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 30-60份
PMMA树脂 10-30份
相容剂 1-5份
增韧剂 3-8份
协效增韧剂 1-5份
抗应力开裂剂 3-6份
有机硅微球 1-5份
硅酮母粒 1-5份
二甲基硅油 0.5-1.5份
润滑剂 0.5-1.0份
扩链剂 0.5-1.0份。
本发明通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的PC/PMMA合金材料具有优异的耐化学性，同时具有优异的耐应力开裂性和耐刮擦性。
优选的，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 35-55份
PMMA树脂 15-25份
相容剂 2-4份
增韧剂 4-6份
协效增韧剂 2-4份
抗应力开裂剂 4-6份
有机硅微球 2-4份
硅酮母粒 2-4份
二甲基硅油 0.8-1.2份
润滑剂 0.6-1.0份
扩链剂 0.6-1.0份。
更为优选的，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 45份
PMMA树脂 20份
相容剂 3份
增韧剂 5份
协效增韧剂 3份
抗应力开裂剂 5份
有机硅微球 3份
硅酮母粒 3份
二甲基硅油 1份
润滑剂 0.8份
扩链剂 0.8份。
优选的，所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为4-8g/10min的聚碳酸酯。本发明通过采用熔融指数为4-8g/10min的聚碳酸酯作为PC树脂，具有较好的耐热性能和抗冲击性能。
所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为3-20g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。本发明通过采用熔融指数为3-20g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯作为PMMA树脂，具有有良好的绝缘性和机械强度。
优选的，所述相容剂为SMA马来酸酐、SAG马来酸酐和AS接枝马来酸酐中的至少一种。本发明通过采用上述相容剂，可以提高PC树脂和PMMA树脂的相容性。
优选的，所述增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体。本发明通过采用热塑性聚氨酯弹性体作为增韧剂，可以提高PC/PMMA合金材料的韧性。
所述协效增韧剂为线性低密度聚乙烯。本发明通过采用线性低密度聚乙烯作为协效增韧剂，可以进一步提高PC/PMMA合金材料的韧性。
优选的，所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂AT200和/或抗应力开裂剂ESC-C3088。本发明通过采用上述抗应力开裂剂，使制得的PC/PMMA合金材料具有较好的耐应力开裂性。
优选的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺和/或季戊四醇硬脂酸酯。本发明通过采用上述润滑剂，其润滑效果好，提高了PC/PMMA合金材料的加工性能。更为优选的，所述润滑剂是由乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯以重量比0.5-1.5：1组成的混合物
所述扩链剂为扩链剂ADR-4370。本发明通过采用扩链剂ADR-4370，其扩链效果好，制得的PC/PMMA合金材料耐刮擦性能好。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量配比称取PC树脂、PMMA树脂、相容剂、增韧剂、协效增韧剂、抗应力开裂剂、有机硅微球、硅酮母粒、二甲基硅油、润滑剂和扩链剂混合均匀，得到混合物；
（2）将上述混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产。
优选的，所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30-50，前段温度为250-270℃，中段温度为240-260℃，机头挤出温度为240-260℃，螺杆转速为400-600r/min。
本发明的有益效果在于：本发明的PC/PMMA合金材料具有优异的耐化学性，不仅能耐普通汽油、植物油、动物油等环烷烃、弱酸、弱碱和大部分盐类腐蚀，还可以长期耐四氯化碳、冰醋酸等非极性和极性溶剂浸泡，浸泡之后颜色和性能变化差异较小。未经过本发明改性的普通PC/PMMA材料极易在上述化学溶剂浸泡中出现褪色，开裂，样条测试性能下降等物理化学变化。同时，本发明的PC/PMMA合金材料兼具优异的耐应力开裂性和耐刮擦性，在五指刮擦耐划伤测试中表现明显优于普通PC/PMMA材料，能满足一些外观制件对耐刮擦性的苛刻要求。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 30份
PMMA树脂 10份
相容剂 1份
增韧剂 3份
协效增韧剂 1份
抗应力开裂剂 3份
有机硅微球 1份
硅酮母粒 1份
二甲基硅油 0.5份
润滑剂 0.5份
扩链剂 0.5份。
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为4g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为3g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为SMA马来酸酐。
所述增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体；所述协效增韧剂为线性低密度聚乙烯。
所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂AT200。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺；所述扩链剂为扩链剂ADR-4370。
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量配比称取PC树脂、PMMA树脂、相容剂、增韧剂、协效增韧剂、抗应力开裂剂、有机硅微球、硅酮母粒、二甲基硅油、润滑剂和扩链剂混合均匀，得到混合物；
（2）将上述混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料。
所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30，前段温度为250℃，中段温度为240℃，机头挤出温度为240℃，螺杆转速为400r/min。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 35份
PMMA树脂 15份
相容剂 2份
增韧剂 4份
协效增韧剂 2份
抗应力开裂剂 4份
有机硅微球 2份
硅酮母粒 2份
二甲基硅油 0.8份
润滑剂 0.6份
扩链剂 0.6份。
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为5g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为8g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为SAG马来酸酐。
所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂ESC-C3088。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为35，前段温度为255℃，中段温度为245℃，机头挤出温度为245℃，螺杆转速为450r/min。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 45份
PMMA树脂 20份
相容剂 3份
增韧剂 5份
协效增韧剂 3份
抗应力开裂剂 5份
有机硅微球 3份
硅酮母粒 3份
二甲基硅油 1份
润滑剂 0.8份
扩链剂 0.8份。
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为6g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为12g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为AS接枝马来酸酐。
所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂AT200。
所述润滑剂是由乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯以重量比0.5-1.2：1组成的混合物。
所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，前段温度为260℃，中段温度为250℃，机头挤出温度为250℃，螺杆转速为500r/min。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 55份
PMMA树脂 25份
相容剂 4份
增韧剂 6份
协效增韧剂 4份
抗应力开裂剂 6份
有机硅微球 4份
硅酮母粒 4份
二甲基硅油 1.2份
润滑剂 1.0份
扩链剂 1.0份。
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为7g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为16g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为SMA马来酸酐。
所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂ESC-C3088。
所述润滑剂是由乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯以重量比1：1组成的混合物。
所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为45，前段温度为265℃，中段温度为255℃，机头挤出温度为255℃，螺杆转速为550r/min。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 60份
PMMA树脂 30份
相容剂 5份
增韧剂 8份
协效增韧剂 5份
抗应力开裂剂 6份
有机硅微球 5份
硅酮母粒 5份
二甲基硅油 1.5份
润滑剂 1.0份
扩链剂 1.0份。
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为8g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为20g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为SAG马来酸酐。
所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂AT200。
所述润滑剂是由乙撑双硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯以重量比1.5：1组成的混合物。
所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为50，前段温度为270℃，中段温度为260℃，机头挤出温度为260℃，螺杆转速为600r/min。
实施例1-5制得的耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的机械物理性能如表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明制得的耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料具有优异的耐化学性，同时具有优异的耐应力开裂性和耐刮擦性。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 30-60份
PMMA树脂 10-30份
相容剂 1-5份
增韧剂 3-8份
协效增韧剂 1-5份
抗应力开裂剂 3-6份
有机硅微球 1-5份
硅酮母粒 1-5份
二甲基硅油 0.5-1.5份
润滑剂 0.5-1.0份
扩链剂 0.5-1.0份；
所述增韧剂为热塑性聚氨酯弹性体；所述协效增韧剂为线性低密度聚乙烯；
所述PC树脂在300℃、1.2kg测试条件下的熔融指数为4-8g/10min的聚碳酸酯；所述PMMA树脂为在230℃、3.8kg测试条件下的熔融指数为3-20g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 35-55份
PMMA树脂 15-25份
相容剂 2-4份
增韧剂 4-6份
协效增韧剂 2-4份
抗应力开裂剂 4-6份
有机硅微球 2-4份
硅酮母粒 2-4份
二甲基硅油 0.8-1.2份
润滑剂 0.6-1.0份
扩链剂 0.6-1.0份。
3.根据权利要求1所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：它由如下重量份的原料组成：
PC树脂 45份
PMMA树脂 20份
相容剂 3份
增韧剂 5份
协效增韧剂 3份
抗应力开裂剂 5份
有机硅微球 3份
硅酮母粒 3份
二甲基硅油 1份
润滑剂 0.8份
扩链剂 0.8份。
4.根据权利要求1所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：所述相容剂为SMA马来酸酐、SAG马来酸酐和AS接枝马来酸酐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：所述抗应力开裂剂为抗应力开裂剂AT200和/或抗应力开裂剂ESC-C3088。
6.根据权利要求1所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺和/或季戊四醇硬脂酸酯；所述扩链剂为扩链剂ADR-4370。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按上述重量配比称取PC树脂、PMMA树脂、相容剂、增韧剂、协效增韧剂、抗应力开裂剂、有机硅微球、硅酮母粒、二甲基硅油、润滑剂和扩链剂混合均匀，得到混合物；
（2）将上述混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料。
8.根据权利要求7所述的一种耐化学应力耐刮擦PC/PMMA合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为30-50，前段温度为250-270℃，中段温度为240-260℃，机头挤出温度为240-260℃，螺杆转速为400-600r/min。
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Denomination of invention: A kind of chemical stress and scratch resistant PC / PMMA alloy material and its preparation method Effective date of registration: 20200930 Granted publication date: 20171003 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Dongguan branch Pledgor: GUANGDONG GUOLI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980006664 |
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