CN118165493A - Pc/psu/pla耐热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了PC/PSU/PLA耐热材料及其制备方法。本发明方法采用两步法:第一步,将聚砜树脂与相容剂混合均匀后送入双螺杆挤出机中,经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,磨成10~50目粉末;第二步,将聚碳酸酯树脂、聚乳酸树脂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂,以及制得的粉末送入双螺杆挤出机中,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。本发明解决了PSU材料与PC及PLA材料难相容缺点,提高PC/PLA合金的耐热性能,同时材料保留的PLA材料的硬度,提高了PC材料的耐划伤性能。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域,特别是热塑性高分子材料改性技术领域,具体涉及一种PC/PSU/PLA耐热材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯PC具有较为优良的综合性能,透明度高,着色力强,使用温度区间大,抗冲击能力强,阻燃性能优越,材料不易老化,对人体没有危害,目前开关面板/充电器外壳/OA办公产品塑件部分主流都是PC材料。而PC材料本身容易开裂,表面硬度低容易划伤。PLA材料是新型的生物基及可再生生物降解材料,表面硬度高,但是材料脆性大容易降解,很难直接使用。使用PC/PLA合金材料可以极大的提高材料的表面硬度,但是普通PC/PLA合金耐温差,冲击低很难直接使用。而加入增韧剂可以极大提升PC/PLA合金的冲击性能。
申请号为201810554166.6的发明专利申请公开了一种高耐热高韧性的PC/PLA合金材料及其制备方法,该合金材料按重量份数计由以下原料制成:聚乳酸树脂10-60份,聚碳酸酯树脂30-90,相容剂0-20份,增韧剂0-20份,其他助剂0-5份。以上述成本比各取原料混合均匀,经螺杆挤出机挤出、造粒,得到高耐热高韧性的PC/PLA合金材料。
申请号为201910219584.4的发明专利申请公开了一种高冲击PC/PLA合金材料。该高冲击PC/PLA合金材料包括53~88.9质量份的聚碳酸酯、10~35质量份的聚乳酸、0.2~2质量份的扩链剂及1~5质量份的相容剂。该合金材料综合了PC和PLA各自的优良性能,具备高冲击性能。
申请号为201710857295.8的发明专利申请公开了一种PC/PET/PLA三元改性材料及其制备方法,该材料由以下重量百分份的各组分制备:PC 30-60份,PET20-40份,PLA20-40份,MBS5-10份,PTW3-6份,抗氧剂10100-0.5份,抗氧剂-1680.2-0.8份,PETS 0.3-0.8份。该方法将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸作为三种主要原料进行混合,同时添加合理的增韧剂,耐化学性好,耐应力开裂、耐热性改善,能够保证足够的透明度。
专利号为201210475523.2的发明专利公开了一种塑料合金,由聚碳酸酯PC、ABS(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物)、聚乳酸PLA、相容剂和其它助剂组成,兼具了PC、ABS、PLA各自的特点,利用其中两种材料特点弥补另一种材料性能上的缺陷,易于加工、耐热好、力学性能好、耐溶剂、易于印刷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种PC/PSU/PLA耐热材料。
本发明的材料包括以下重量百分份的组分:
PC(聚碳酸酯)42~60份,PLA(聚乳酸)20~40份,PSU(聚砜)10~20份,相容剂2~5份,增韧剂3~4份,抗氧剂0.2~0.5份,润滑剂0.2~0.5份。
所述的聚碳酸酯的粘度为中粘,熔融指数为10~20(300℃/1.2kg);
所述的聚乳酸为聚丙交酯,光学纯度大于等于98%,熔融指数为5~15(210℃/2.16kg);
所述的聚砜为双酚A型聚砜PSU;
所述的相容剂为SMA树脂(苯乙烯马来酸酐共聚物),IP树脂(苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺、马来酸酐的共聚物),马来酸酐接枝POE中的一种或多种;
所述的增韧剂为MBS,GMA,ACR中的一种或多种;
所述的抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧剂245)、四[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂618)中的一种或多种;
所述的润滑剂为石蜡(PE蜡)或季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
本发明的另一目的是提供PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法。本发明采用两步法,具体是:
步骤(1)将10~20份的聚砜树脂与2~5份的相容剂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由下料端到出料端至少包括六段温区,第一段温区温度为250℃~270℃、第二段温区温度为280℃~300℃、第三段温区温度为300℃~320℃、第四段温区温度为300℃~320℃、第五段温区温度为250℃~270℃、第六段温区温度为250℃~270℃,中间混合段温度要达到300℃才有利于材料的混合,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成10~50目粉末;
步骤(2)将42~60份的聚碳酸酯树脂、20~40份的聚乳酸树脂、3~4份的增韧剂,0.3~0.5份的抗氧剂、0.2~0.5份的润滑剂,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由下料端到出料端至少包括六段温区,第一段温区温度为230℃~250℃、第二段温区温度为280℃~300℃、第三段温区温度为280℃~300℃、第四段温区温度为280℃~300℃、第五段温区温度为240℃~260℃、第六段温区温度为230℃~250℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
本发明解决了PSU材料与PC及PLA材料难相容缺点,通过两步法造粒,并增加磨粉处理提高了PSU材料与PC及PLA材料的相容性。耐高温PSU的加入可以极大提高PC/PLA合金的耐热性能,同时材料保留的PLA材料的硬度,提高了PC材料的耐划伤性能,在小家电等外观要求高的领域有了更广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明,其中的份数均为重量份,实施例中的材料均为市场购买。其中,聚碳酸酯的粘度为中粘,熔融指数为10~20(300℃/1.2kg);聚丙交酯的光学纯度大于等于98%;双酚A型聚砜PSU采用巴斯夫产品。
实施例1.
步骤(1)将14份双酚A型聚砜PSU与2.5份SMA树脂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为260℃-280℃-300℃-300℃-260℃-260℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成20目粉末。
步骤(2)将50份熔融指数为10(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、30份熔融指数为15(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、1份增韧剂MBS、1份增韧剂GMA、1份增韧剂ACR、0.1份的抗氧剂245、0.1份抗氧剂168、0.3份的PE蜡,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为240℃-280℃-280℃-280℃-250℃-240℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例2.
步骤(1)将10份双酚A型聚砜PSU与4份IP树脂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为250℃-285℃-310℃-310℃-250℃-250℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成30目粉末。
步骤(2)将42份熔融指数为20(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、40份熔融指数为10(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.3份的增韧剂MBS、0.2份的抗氧剂245、0.3份的抗氧剂168、0.3份的PE蜡,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为250℃-300℃-300℃-300℃-260℃-280℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例3.
步骤(1)将20份双酚A型聚砜PSU与5份马来酸酐接枝POE在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为270℃-300℃-320℃-320℃-270℃-270℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成20目粉末。
步骤(2)将46份熔融指数为15(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、25份熔融指数为10(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.2份的增韧剂GMA、0.2份的抗氧剂1010、0.3份的抗氧剂168、0.3份的PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为230℃-280℃-280℃-280℃-240℃-230℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例4.
步骤(1)将13份双酚A型聚砜PSU与1份SMA树脂、1份IP树脂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为265℃-290℃-310℃-310℃-270℃-270℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成10目粉末。
步骤(2)将60份的熔融指数为10(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、20份熔融指数为10(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、4份的增韧剂ACR、0.3份的618、0.2抗氧剂1010、0.5份的PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为240℃-290℃-290℃-290℃-255℃-240℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例5.
步骤(1)将18份双酚A型聚砜PSU与1份SMA树脂、1份IP树脂、1份马来酸酐接枝POE在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为255℃-280℃-295℃-300℃-265℃-265℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成40目粉末。
步骤(2)将45份熔融指数为15(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、30份熔融指数为5(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、1.6份的增韧剂MBS、1.6份的增韧剂GMA、0.1份抗氧剂1010、0.2份的抗氧剂618、0.5份PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为235℃-285℃-285℃-285℃-250℃-235℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例6.
步骤(1)将13份双酚A型聚砜PSU与2份SMA树脂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为250℃-280℃-300℃-310℃-265℃-260℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成50目粉末。
步骤(2)将50份熔融指数为10(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、31份熔融指数为15(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.4份的增韧剂MBS、0.2份的抗氧剂168、0.2份的抗氧剂1010、0.2份的PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为230℃-280℃-280℃-280℃-240℃-230℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例7.
步骤(1)将16份双酚A型聚砜PSU与3份SMA树脂、2份马来酸酐接枝POE在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为260℃-290℃-310℃-310℃-260℃-260℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成20目粉末。
步骤(2)将52份熔融指数为20(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、23份熔融指数为15(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.4份的增韧剂MBS、0.1份的抗氧剂245、0.1份的抗氧剂168、0.2份的石蜡,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为245℃-295℃-295℃-295℃-250℃-245℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例8.
步骤(1)将17份双酚A型聚砜PSU与3份IP树脂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为260℃-280℃-300℃-300℃-260℃-260℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成30目粉末。
步骤(2)将50份熔融指数为15(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、26份熔融指数为5(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.1份的增韧剂MBS、0.2份的抗氧剂245、0.2份抗氧剂168、0.5份的PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为240℃-285℃-285℃-285℃-255℃-240℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
实施例9.
步骤(1)将15份双酚A型聚砜PSU与2份IP树脂、2份马来酸酐接枝POE在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为265℃-285℃-305℃-305℃-265℃-260℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成40目粉末。
步骤(2)将47份熔融指数为20(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯、30份熔融指数为10(210℃/2.16kg)的聚丙交酯、3.3份的增韧剂ACR、0.2份的抗氧剂168、0.2份的抗氧剂1010、0.3份的PETS,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中。双螺杆挤出机由下料端到出料端包括六段温区,各段温度依次为240℃-280℃-280℃-280℃-250℃-240℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
各实施例所得产品性能如下表:
Claims (10)
1.PC/PSU/PLA耐热材料,其特征在于,包括以下重量百分份的组分:
聚碳酸酯PC 42~60份,聚乳酸PLA 20~40份,聚砜PSU 10~20份,相容剂2~5份,增韧剂3~4份,抗氧剂0.2~0.5份,润滑剂0.2~0.5份;
所述的聚碳酸酯的粘度为中粘,熔融指数为10~20(300℃/1.2kg);
所述的聚乳酸为聚丙交酯,光学纯度大于等于98%,熔融指数为5~15(210℃/2.16kg);
所述的聚砜为双酚A型聚砜PSU。
2.如权利要求1所述的PC/PSU/PLA耐热材料,其特征在于:所述的相容剂为SMA树脂,IP树脂,马来酸酐接枝POE中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的PC/PSU/PLA耐热材料,其特征在于:所述的增韧剂为MBS,GMA,ACR中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的PC/PSU/PLA耐热材料,其特征在于:所述的抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂618中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的PC/PSU/PLA耐热材料,其特征在于:所述的润滑剂为石蜡或季戊四醇硬脂酸酯。
6.PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法,其特征在于:
步骤(1)将10~20份的聚砜树脂与2~5份的相容剂在搅拌机中充分混合均匀,然后送入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由下料端到出料端至少包括六段温区,第一段温区温度为250℃~270℃、第二段温区温度为280℃~300℃、第三段温区温度为300℃~320℃、第四段温区温度为300℃~320℃、第五段温区温度为250℃~270℃、第六段温区温度为250℃~270℃,经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品,成品粒子经磨粉机磨成10~50目粉末;
步骤(2)将42~60份的聚碳酸酯树脂、20~40份的聚乳酸树脂、3~4份的增韧剂,0.3~0.5份的抗氧剂、0.2~0.5份的润滑剂,以及步骤(1)制得的粉末送入双螺杆挤出机中,双螺杆挤出机由下料端到出料端至少包括六段温区,第一段温区温度为230℃~250℃、第二段温区温度为280℃~300℃、第三段温区温度为280℃~300℃、第四段温区温度为280℃~300℃、第五段温区温度为240℃~260℃、第六段温区温度为230℃~250℃,物料在螺杆的剪切、混炼和输送下充分熔合,最后经过挤出、拉条、冷却后制成粒料成品。
7.如权利要求6所述的PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法,其特征在于:所述的相容剂为SMA树脂,IP树脂,马来酸酐接枝POE中的一种或多种。
8.如权利要求6所述的PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法,其特征在于:所述的增韧剂为MBS,GMA,ACR中的一种或多种。
9.如权利要求6所述的PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法,其特征在于:所述的抗氧剂为抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂618中的一种或多种。
10.如权利要求6所述的PC/PSU/PLA耐热材料的制备方法,其特征在于:所述的润滑剂为石蜡或季戊四醇硬脂酸酯。
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