一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，具體包括按照重量份數(shù)計的如下原料：聚碳酸酯60～90份，聚烯烴彈性體POE樹脂5～30份，接枝單體0.05～0.5份，自由基引發(fā)劑0.0025～0.025份，相容劑5～10份，抗氧劑0.1～0.3份，潤滑劑0～1.2份。該復(fù)合材料具有良好的耐高低溫性、抗沖擊性、抗氧化性、流動性和韌性。本發(fā)明同時提供了一種制備聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的方法，該方法具有工藝流程短，產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)點。
【專利說明】一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明高分子材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯及其制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]聚碳酸酯(PC)作為一種熱塑性工程塑料，具有優(yōu)良的綜合性能，是一種具有優(yōu)異綜合性能的工程塑料，其產(chǎn)量僅次于尼龍。廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機、光學(xué)媒體、汽車、安全玻璃、燈具等領(lǐng)域。PC熔體黏度高，制品內(nèi)應(yīng)力大，易發(fā)生應(yīng)力開裂，沖擊強度對壁厚的敏感性高，低溫沖擊強度低。與尼龍和熱塑性聚酯相比，PC的韌性盡管很好，但在某些情況下，尤其是截面厚度較大和溫度較低時，它對缺口仍舊很敏感，因而有必要加以改性，以達到某些應(yīng)用所要求的韌性。采用通用塑料與PC共混是目前改善PC性能的主要途徑。彈性體共混增韌是最有效的提高工程塑料韌性的方法，其中采用聚烯烴增韌劑對PC進行增韌可提高其低溫韌性，同時又能降低對水的敏感度。
[0003]乙烯-1-辛烯共聚物(POE)是乙烯和辛烯在茂金屬催化劑作用下聚合而成的聚烯烴熱塑性彈性體，聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)起物理交聯(lián)點的作用，一定量辛烯的引入降低了聚乙烯鏈的結(jié)晶度，形成了呈現(xiàn)橡膠彈性的無定型區(qū)，其分子結(jié)構(gòu)可人為地進行控制。POE獨特的分子結(jié)構(gòu)決定了其綜合性能優(yōu)異，其彈性卓越、流動性良好、機械性能高、耐腐蝕性、透氣性、電性能優(yōu)異以及突出的耐低溫性和耐熱、耐臭氧、耐紫外線和耐水性，使其在通用和工程塑料的增韌和抗低溫的改性中倍受關(guān)注。POE具有添加量少，增韌效果明顯，對基體樹脂性能影響較小等突出特點，作為抗沖擊改性劑在多種塑料的增韌改性中得到應(yīng)用。但是POE的非極性限制了它的進一步的應(yīng)用，將其直接作為極性塑料的增韌改性劑效果并不理想。難以得到性能優(yōu)異的高分子材料，需加入與馬來酸酐、丙烯酸或丙烯酸酯接枝的增容劑，可以提高相容性，但是目前，制備乙烯-辛烯-馬來酸酐接枝共聚物的方法和裝置復(fù)雜，接枝率低，無法滿足需要，進而影響聚碳酸酯的增韌效果。
[0004]有鑒于此，發(fā)明一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料變得尤為重要。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有良好的耐高低溫性、抗沖擊性、抗氧化性、流動性和韌性。并提供一種制備聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的方法，該方法具有工藝流程短，產(chǎn)品質(zhì)量高的優(yōu)點。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所一方面提供了一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，所采取的技術(shù)方案如下:
[0007]—種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，具體包括按照重量份數(shù)計的如下原料:
[0008]聚碳酸酯60~90份，聚烯烴彈性體POE樹脂5~30份，接枝單體0.05~0.5份，自由基引發(fā)劑0.0025~0.025份，相容劑5~10份，抗氧劑0.1~0.3份，潤滑劑O~1.2份。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的接枝單體為馬來酸酐或丙烯酸，優(yōu)選馬來酸酐。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的自由基引發(fā)劑選自過氧化二苯甲酰ΒΡ0、偶氮二異丁腈、過氧化異辛酯叔丁、酯過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯(DCP)或2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己烷，優(yōu)選的為過氧化二苯甲酰BPO。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH，接枝率I % )、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA，MFR147.6g/10min,VA的質(zhì)量分數(shù)為28 %，)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA3217，杜邦公司)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA MFR6.17g/10min)、聚烯烴接枝馬來酸酐共聚物(P0E-g-MAH，N410，MFR1.48g / IOmin)中的一種或兩種。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的氧化劑選自酚類或胺類，所述酚類抗氧劑選自單酚、雙酚、三酚、多酚、對苯二酚、硫代雙酚；所述胺類抗氧劑選自萘胺、二苯胺、對苯二胺、喹啉衍生物。最優(yōu)選的為酚類抗氧劑1010。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的潤滑劑為單硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙撐雙-12-羥基硬脂酰胺、芥酸酰胺、高純油酸酰胺、茶油油酸酰胺、動物油酸酰胺中的一種或兩種以上。
[0014]本發(fā)明另一方面提供了一種上述聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟:
[0015](I)按照質(zhì)量配比，將聚碳酸酯、Ρ0Ε、接枝單體、自由基引發(fā)劑、相容劑和選擇性添加的潤滑劑通過混合設(shè)備充分混合均勻，得到混合物料；
[0016](2)將步驟(1)得到的混合料加入至雙螺桿擠出機中熔融共混后熔融擠出，造粒，得到POE增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料。
[0017]作為本發(fā)明進一步的改進，步驟(2)中所述的熔融共混的溫度為260°C~280°C。
[0018]作為本發(fā)明進一步的改進，步驟(2)中雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為35~45:1。
[0019]本發(fā)明中:所述的聚碳酸酯可以為雙酚A型聚碳酸酯，其熔體質(zhì)量流動速率(MFR)為5~20g / IOmin0所述聚烯烴彈性體POE可以為茂金屬催化的乙烯與1-辛烯的共聚物，其中辛烯單體含量20~30%，本發(fā)明中潤滑劑并不是必須的，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)用量。
[0020]本發(fā)明通過在聚碳酸酯中添加聚烯烴彈性體PEO與接枝單體，在自由基引發(fā)劑作用下在共混過程中原位形成POE接枝共聚物作為增溶劑，在外加相容劑協(xié)同作用下來得到增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料。克服了 POE與PC不相容的缺點，得到的聚碳酸酯復(fù)合材料韌性更強。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果為:
[0022]1、本發(fā)明所提供的聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，具有良好的耐高低溫性、抗沖擊性、抗氧化性、流動性和韌性。
[0023]2、本發(fā)明所提供的聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的缺口沖擊強度明顯增強。
[0024]3、本發(fā)明所提供的聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，操作簡單，工藝流程短，適合大批量生產(chǎn)。【【具體實施方式】】
[0025]以下實施例和對比例進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0026]實施例1
[0027]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0028]2)分別稱取干燥后的PC7.5公斤，POE (陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 2.5公斤，馬來酸酐25克，引發(fā)劑(BP01.25克)，馬來酸酐接枝聚丙烯(353D，美國杜邦，接枝率為1.0) 1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0029]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)
熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。
[0030]將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0031]實施例2
[0032]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0033]2)分別稱取干燥后的 PC7.5公斤，POE (陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 2.5公斤，馬來酸酐25克，引發(fā)劑(偶氮二異丁腈1.25克)，EAA1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0034]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0035]實施例3
[0036]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0037]2)分別稱取干燥后的PC7.5公斤，POE (陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 2.5公斤，丙烯酸25克，引發(fā)劑(BP01.25克)，EVA1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0038]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0039]實施例4
[0040]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0041]2)分別稱取干燥后的PC7.5公斤，POE (陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 2.5公斤，馬來酸酐25克，引發(fā)劑(DCP1.25克)，馬來酸酐接枝聚丙烯(353D，美國杜邦，接枝率為1.0)0.5公斤，POE-g-MAH0.5公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0042]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)
熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。
[0043]將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0044]實施例5
[0045]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0046]2)分別稱取干燥后的PC7公斤，POE (陶氏Engage8440，辛烯含量23 % ) 2.5公斤，馬來酸酐25克，引發(fā)劑(BP01.25克)，馬來酸酐接枝聚丙烯(353D，美國杜邦，接枝率為1.0) 1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0047]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)
熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。
[0048]將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，`最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0049]實施例6
[0050]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0051]2)分別稱取干燥后的PC8.5公斤，POE(陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 1.5公斤，馬來酸酐15克，引發(fā)劑(ΒΡ00.5克)，馬來酸酐接枝聚丙烯(353D，美國杜邦，接枝率為
1.0) 1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0052]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0053]實施例7
[0054]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0055]2)分別稱取干燥后的PC9公斤，POE (陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) I公斤，馬來酸酐10克，引發(fā)劑(ΒΡ00.3克)，馬來酸酐接枝聚丙烯(353D，美國杜邦，接枝率為
1.0) 1.0公斤，抗氧劑(1010，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0056]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。
[0057]將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0058]對比例I
[0059]將稱取干燥后的聚碳酸酯10.0公斤加入雙螺桿擠出機中于200~280°C熔融共混后擠出，造粒。雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。
[0060]將上述得到的顆粒狀聚碳酸酯材料加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0061]對比例2
[0062]I)將聚碳酸酯PC(Lexanl44R GE Plastic)在80°C條件下進行真空干燥4小時，得到干燥后PC ；
[0063]2)分別稱取干燥后的PC7公斤，POE(陶氏Engage8003，辛烯含量30% ) 2.5公斤，抗氧劑(215，10克)，潤滑劑(聚乙烯蠟40克)，在預(yù)混機中(200轉(zhuǎn)/分鐘)進行預(yù)混合，得到混合物料；
[0064]3)將混合物料加入雙螺桿擠出機側(cè)喂料口喂入，在200~280°C下熔融共混后擠出，雙螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速為300rpm，壓力為2MPa，雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為40:1。經(jīng)
熔融擠出，造粒即得產(chǎn)品。
[0065]將上述得到的顆粒狀聚烯烴彈性體/聚碳酸酯復(fù)合加入至注塑機中注塑成型，得到抗沖擊樣條及拉伸樣條，最終的性能測試數(shù)據(jù)詳見表1。
[0066]將實施例1~7以及對比例I~2制備的抗沖擊樣條及拉伸樣條，進行性能測試，按照GB1843-2008進行沖擊性能測試，按照GB1040-2006進行斷裂伸長率和拉伸強度的測試，其測試結(jié)果如表1所示。
[0067]表1
【權(quán)利要求】
1.一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:具體包括按照重量份數(shù)計的如下原料: 聚碳酸酯60~90份，聚烯烴彈性體POE樹脂5~30份，接枝單體0.05~0.5份，自由基引發(fā)劑0.0025~0.025份，相容劑5~10份，抗氧齊0.1~0.3份，潤滑齊O~1.2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的接枝單體為馬來酸酐或丙烯酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的自由基引發(fā)劑選自過氧化二苯甲酰ΒΡ0、偶氮二異丁腈、過氧化異辛酯叔丁、酯過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯或2，5_ 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚烯烴接枝馬來酸酐共聚物中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的抗氧劑選自酚類或胺類抗氧劑中的一種或兩種，所述酚類抗氧劑選自單酚、雙酚、三酚、多酚、對苯二酚、硫代雙酚；所述胺類抗氧劑選自萘胺、二苯胺、對苯二胺、喹啉衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的潤滑劑為單硬脂酸甘油酯、聚乙烯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙撐雙-12-羥基硬脂酰胺、芥酸酰胺、高純油酸酰胺、茶油油酸酰胺、動物油酸酰胺中的一種或兩種以上。
7.—種如權(quán)利要求1-6任一項所述的聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟:` (1)按照質(zhì)量配比，將聚碳酸酯、Ρ0Ε、接枝單體、自由基引發(fā)劑、相容劑和選擇性添加的潤滑劑通過混合設(shè)備充分混合均勻，得到混合物料； (2)將步驟(1)得到的混合料加入至雙螺桿擠出機中熔融共混后熔融擠出，造粒，得到POE增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的熔融共混的溫度為260°C~280°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種聚烯烴彈性體增韌的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟⑵中雙螺桿擠出機的螺桿長徑比為35~45:1。
【文檔編號】B29B9/06GK103554869SQ201310507522
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】康建訓(xùn), 王永旺 申請人:寧波康氏塑料科技有限公司