CN110054881A

CN110054881A - 高流动性聚碳酸酯改性材料

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Publication number: CN110054881A
Application number: CN201910246734.0A
Authority: CN
Inventors: 傅永进; 叶根林
Original assignee: Starway International Home Co Ltd
Current assignee: Starway International Home Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: CN110054881B

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，提供了一种高流动性聚碳酸酯改性材料。以重量份计，由以下原料组成：聚碳酸酯60～80份，聚甲基戊烯共聚物10～25份，丙烯腈‑苯乙烯共聚物5～12份，乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物6～15份，无卤有机阻燃剂0.2～0.6份，润滑剂0.3～0.8份，抗氧剂0.2～0.7份，紫外线吸收剂0.2～1份。本发明最大程度保证了材料的高透明度，同时、材料的高流动性、柔韧性、耐刮擦的刚性满足了市场对透明塑料家具材料的需求，同时本发明可以直接进行注塑，通过注塑一次成型，降低了家具生产过程中的成本，且可以根据需求灵活调整原料组分，更适应生产实际的需要。

Description

高流动性聚碳酸酯改性材料

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种聚碳酸酯改性材料，特别涉及一种高流动性聚碳酸酯改性材料。

背景技术

近年来透明塑料家具凭借其多样的造型、独特的风格及极高的通透度越来越受到消费者的追捧。然而用于生产透明家具的材料要求极高：材料本身即具有的高透明度、良好的力学强度和耐候耐老化的性能。聚碳酸酯是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性，悬臂梁缺口冲击强度高，低于100℃时，在负载下的蠕变率很低。目前成为透明塑料家具的热门原料之一，然而聚碳酸酯的熔融温度较高，熔融后熔体粘度也较高，流动性较差，容易产生内应力，制成的制品容易因为内应力开裂，且耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。

现有技术如中国专利[CN105542176A]公开了一种高流动性和低温韧性的改性聚碳酸酯，通过反应性聚二甲基硅氧烷对聚碳酸酯进行改性，操作复杂，综合成本高；中国专利[CN104448760A]公开了一种耐刮擦高光PC/ABS材料，然而PC作为非结晶体系和ABS不相容，需要添加相容剂影响了材料的透明度。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种聚碳酸酯改性材料。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种高流动性聚碳酸酯改性材料，以重量份计，由以下原料组成：聚碳酸酯60～80份，聚甲基戊烯共聚物10～25份，丙烯腈-苯乙烯共聚物5～12份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物6～15份，无卤有机阻燃剂0.2～0.6份，润滑剂0.3～0.8份，抗氧剂0.2～0.7份，紫外线吸收剂0.2～1份。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料中，所述的聚甲基戊烯共聚物透光率不小于87％，雾度值小于2％，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物苯乙烯含量是60～70％，所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯含量为40～50％。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料中，所述的无卤有机阻燃剂由磺酸盐类无卤阻燃剂、芳香族磷酸酯类无卤阻燃剂和有机倍半硅氧烷树脂一种或多种组成，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类润滑剂。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料中，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂的复配制成的混合物，所述的紫外线吸收剂为苯酸酯类紫外线吸收剂、苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种或多种。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料中，以重量份计，由以下原料组成：聚碳酸酯72份，聚甲基戊烯共聚物18份，丙烯腈-苯乙烯共聚物9份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物11份，无卤有机阻燃剂0.4份，润滑剂0.6份，抗氧剂0.4份，紫外线吸收剂0.7份。

上述的高流动性聚碳酸酯改性材料，由以下步骤制备而成：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

B、将聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物分别干燥，

C、向高混机中加入聚甲基戊烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，以800～1000rpm高速混合均匀，

D、向上述混合料中加入除聚碳酸酯外剩余的其他组分，以400～600rpm中低速混合均匀，

E、将上述混合料和干燥后的聚碳酸酯加入到双螺杆挤出机中，在240～270℃温度条件下挤出造粒，即得到所述高流动性聚碳酸酯改性材料。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料的制备方法中，所述的聚碳酸酯的干燥条件为，真空干燥箱110～120℃烘干15～20h，干燥后仍置于干燥箱内，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的干燥条件为热风式循环空气干燥机80～100℃烘干2～4h,所述的向高混机中加入组分前，将高混机温度升至60～80℃。

上述的高流动性聚碳酸酯改性材料，由以下步骤制备而成：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

B、将聚碳酸酯在真空干燥箱110～120℃烘干15～20h，将丙烯腈-苯乙烯共聚物在热风式循环空气干燥机80～100℃烘干2～4h，

C、将干燥后的聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物及其他剩余组分灌入注塑机，设定注塑压力90～120MPa，料筒温度260～300℃，喷嘴温度比料筒温度低5～10℃，

E、混合料熔融后注入模具型腔，采用中慢速加工，低-高-低多级注射，模具温度70～100℃，冷却脱模成型，

F、对成型制品进行热处理，处理温度100～120℃，处理时间为15～30min。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料的制备方法中，在将原料组分灌入注塑机之前，将除聚碳酸酯外的原料组分在高混机内混合均匀。

在上述的高流动性聚碳酸酯改性材料中，所述的高流动性聚碳酸酯改性材料在家具制品中的应用。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用的聚甲基戊烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物均为高光泽、高透光率的材料，且无需另行添加相容剂，最大程度保证了材料的高透明度。同时本发明制成的材料的高流动性、柔韧性、耐刮擦的刚性满足了市场对透明塑料家具材料的需求。

2、目前我国的聚碳酸酯尤其是优质聚碳酸酯，主要依赖进口，成本高昂。本发明可以以普通的聚碳酸酯作为原料，原料价格相对较低，同时还具有阻燃的性能，且操作简单，成分及制备过程较为环保，符合市场的需求。

3、本发明可以直接进行注塑，通过注塑一次成型，降低了家具生产过程中的成本，且可以根据需求灵活调整原料组分，更适应生产实际的需要。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

实施例1～6

以下结合实施例及对比例对本发明作进一步详细描述。

聚碳酸酯1号简称PC-1选用德国拜耳公司2805。

聚碳酸酯2号简称PC-2选用嘉兴帝人L-1250Z100。

聚甲基戊烯共聚物自制，简称PMP。由4-甲基-1-戊烯单体经过本体聚合，引发剂为2,2-二甲基丙酸和亚铁离子，制法如下：

在带搅拌器的高压釜中，在氮气氛围下，加入4-甲基-1-戊烯单体。用乙烯加压至1.03MPa，并排空反复3次置换出氮气。然后，将2,2-二甲基丙酸和亚铁离子混合溶液经釜顶部入口快速注入。密封高压釜，并立即用氢加压至1800～2300Pa；然后利用混合气体增压至3200～4000Pa(在气相中含13mol％氢)，搅拌30min同时连续喂入4-甲基-1-戊烯单体(不再喂入氢)。预聚物合成阶段温度保持在160～200℃，进入成型阶段，温度升至280～320℃，排出气体减压至120Pa以下。3～4.5h以后，反应结束，即得到聚合度为1200～1800，相对分子量为18000～28000g/mol的聚甲基戊烯共聚物。透光率为89～92％，雾度值小于2％，

丙烯腈-苯乙烯共聚物1号自制，简称AS-1，苯乙烯含量为60％。

丙烯腈-苯乙烯共聚物2号自制，简称AS-2，苯乙烯含量为70％。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物1号自制，简称VAE-1，乙酸乙烯酯含量为40％。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物2号自制，简称VAE-2，乙酸乙烯酯含量为50％。

无卤有机阻燃剂选用美国Arichem(SLOSS)公司F-535。

润滑剂选用美国龙沙有限公司的PETS。

抗氧剂选用添加利安隆新材料股份有限公司的B215。

紫外线选用德国巴斯夫UV-P。

实施例1-6原料组分见表1。

表1原料组分

对比例1～3

对比例1～3原料同实施例。

对比例1～3原料组分见表1。

应用例1

根据实施例1～6和对比例1～3制备高流动性聚碳酸酯改性材料：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

B、将聚碳酸酯在真空干燥箱110～120℃烘干15～20h，干燥后仍置于干燥箱内；丙烯腈-苯乙烯共聚物在热风式循环空气干燥机80～100℃烘干2～4h。

C、将高混机温度升至60～80℃。向高混机中加入聚甲基戊烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，以800～1000rpm高速混合均匀，

粒料在90℃下干燥5h后，用注塑机注塑成标准样条，注塑温度为210～240℃。样条成型后在(23±2)℃、(50±5)％湿度环境中调节24h。

将得到的实施例1～6和比例1～3的试验样条，测试相关性能见表2：

熔体流动速率按ASTM D-1238测试，试验条件为300℃，1.2kg；拉伸强度按ASTM D-638测试，试验条件为5mm/min；弯曲强度按ASTM D-790测试，试验条件为2.8mm/min；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256测试，试验条件为1/4inch；洛氏硬度按ASTM D-785测试；透光率按DIN 5036-1测试，试验条件为2mm；雾度按ISO 14782测试，试验条件为2mm；试验条件为阻燃等级按UL94测试，试验条件为3.2mm；热变形温度按ISO75A-1，-2测试，试验条件为1.80MPa，未退火。

表2样条性能参数测试结果

由表2可知，实施例1～6各项性能远优于对比例，实施例的透光率和雾度远优于对比例，具有极佳的视觉和美学效果；拉伸强度和弯曲强度表明了实施例的韧性优于对比例，符合塑料家具对材料高韧性的要求；实施例极佳的悬臂梁缺口冲击强度和洛氏硬度表明了本发明制备的材料克服了聚碳酸酯不耐磨的缺陷。同时测试结果还表明了本发明配方的科学性。

应用例2

将实施例5、实施例6和对比例1～3制备透明等厚整体式扶手椅：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

C、将除聚碳酸酯外的原料组分在高混机内混合均匀。将干燥后的聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物及其他剩余组分灌入注塑机，设定注塑压力90～120MPa，料筒温度260～300℃，喷嘴温度比料筒温度低5～10℃，

将得到的透明等厚整体式扶手椅样品进行性能测试；测试结果见表3。

塑料件外观按GB/T 32487-2016《塑料家具通用技术条件》中表3进行测试；耐老化性按GB/T 16422.2-1999《塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯》进行测试；拉伸强度按GB/T 1040-2006《塑料拉伸性能的测定》进行测试；稳定性和强度按GB/T 10357.3-1989《家具力学性能试验椅凳类强度和耐久性》进行测试；阻燃性按GB/T 2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验》。评价方法按照GB/T 32487-2016《塑料家具通用技术条件》。

表3透明等厚整体式扶手椅样品进行性能测试

从家具制品综合性能的角度，由本发明制成的样品性能优异，尤其是耐老化性、和耐久性。经600h试验后，变色度仍保持在较低水准，拉伸强度仍有很好的保持率，对比例最多只能维持在500h以内,且拉伸强度明显低于实施例。耐久性在试验水平为4级的情况下仍符合标准，对比例只能在试验水平为2～3级的情况下符合标准。可见本发明材料是一种优异的透明塑料家具材料。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了聚碳酸酯、聚甲基戊烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、无卤有机阻燃剂、润滑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、着色剂、高混机、双螺杆挤出机、注塑机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：聚碳酸酯60～80份，聚甲基戊烯共聚物10～25份，丙烯腈-苯乙烯共聚物5～12份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物6～15份，无卤有机阻燃剂0.2～0.6份，润滑剂0.3～0.8份，抗氧剂0.2～0.7份，紫外线吸收剂0.2～1份。

2.根据权利要求1所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚甲基戊烯共聚物透光率不小于87％，雾度值小于2％，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物苯乙烯含量是60～70％，所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯含量为50～60％。

3.根据权利要求1所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的无卤有机阻燃剂由磺酸盐类无卤阻燃剂、芳香族磷酸酯类无卤阻燃剂和有机倍半硅氧烷树脂一种或多种组成，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类润滑剂。

4.根据权利要求1所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂的复配制成的混合物，所述的紫外线吸收剂为苯酸酯类紫外线吸收剂和苯并三唑类紫外线吸收剂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：聚碳酸酯72份，聚甲基戊烯共聚物18份，丙烯腈-苯乙烯共聚物9份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物11份，无卤有机阻燃剂0.4份，润滑剂0.6份，抗氧剂0.4份，紫外线吸收剂0.7份。

6.根据权利要求1～5所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，由以下步骤制备而成：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

B、将聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物分别干燥，

7.根据权利要求5所述的高流动性聚碳酸酯改性材料的制备方法，其特征在于，所述的聚碳酸酯的干燥条件为，真空干燥箱110～120℃烘干15～20h，干燥后仍置于干燥箱内，所述的丙烯腈-苯乙烯共聚物的干燥条件为热风式循环空气干燥机80～100℃烘干2～4h,所述的向高混机中加入组分前，将高混机温度升至60～80℃。

8.根据权利要求1～5所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，由以下步骤制备而成：

A、按组成原料的重量份准备上述原料，

E、混合料熔融后注入模具型腔，采用中慢速加工，低-高-低多级注射，模具温度90～100℃，冷却脱模成型，

9.根据权利要求7所述的高流动性聚碳酸酯改性材料的制备方法，其特征在于，在将原料组分灌入注塑机之前，将除聚碳酸酯外的原料组分在高混机内混合均匀。

10.根据权利要求1～9任一项所述的高流动性聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的高流动性聚碳酸酯改性材料在家具制品中的应用。