一种聚酯组合物及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域， 更具体地说， 涉及一种聚酯组合物及其制备方法。 背景技术 聚碳酸酯 (PC) 是一种无定型的热塑性聚合物， 具有良好的机械性能、 电绝缘性 能、 尺寸稳定性和耐热性， 被广泛应用于电子电器、 光学、 医疗仪器以及汽车工业等诸多领 域。但是， 由于 PC 存在着熔体粘度高， 加工流动性差， 易应力开裂以及不耐溶剂性等缺点， 从而限制了其进一步的实际应用。聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 是一种结晶性的热塑性 塑料， 具有结晶速度较快、 熔体流动性好和耐溶剂性优异等特点， 但是， PBT 的缺口冲击强度 低， 高负荷下热变形温度低、 韧性差， 难以满足工程材料的应用。将 PC 和 PBT 共混改性， 可 以实现优势互补， 因此， 聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂成为工业应用价值较高的 共混物。
但是， 由于 PC 为非结晶聚合物， 而 PBT 为结晶聚合物， 因此， PC/PBT 树脂为典型的 非结晶与结晶聚合物共混体系， 其界面粘合不良， 冲击强度低。
为了提高聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的强度， 国内外学者对此进行了 研究 ： Chacko 等在聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯共混体系中加入 20wt％ MBS， 提高其 冲击强度。William 等在聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯共混体系中加入 10wt％功能化 的多层结构 MBS 提高其抗冲击强度。赵梓年等将 PS-g- 橡胶作为增容剂与 PC、 PBT 共混制 得 PC/PBT 树脂， 当加入 15 份 PS-g- 橡胶增容剂时可以提高共混物的抗冲击强度， 但是， 由 于用于增韧的 MBS 多为粉体， 添加量大时存在混合不匀， 加工困难等缺点， 影响增韧效果， 而用于增韧的橡胶自身强度较小， 使得树脂的模量下降较大， 综合性能较差。此外， 还可以 采用乙烯 - 丙烯酸酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯类共聚物作为接枝相容剂来增容增韧， 如 美国杜邦公司的 PTW 和 PT862 以及法国阿科玛公司的 AX8900， 该接枝相容剂成本较高， 价格 昂贵。现有技术中报道了采用核 - 壳结构的丙烯酸酯类 (ACR) 和马来酸酐接枝 PE 作为相 容剂， 但是丙烯酸酯类 (ACR) 和马来酸酐接枝 PE 的增容效果较差。
发明内容 有鉴于此， 本发明提供一种聚酯组合物及其制备方法， 本发明制备的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂具有较高的冲击强度和良好的综合性能， 同时成本较低。
本发明提供一种聚酯组合物， 包括 ：
30wt％～ 76wt％的聚碳酸酯 ；
19wt％～ 65wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯 ；
3wt％～ 20wt％的接枝相容剂， 所述接枝相容剂为马来酸酐和 / 或甲基丙烯酸缩 水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯共聚物。
优选的， 所述接枝相容剂为 POE/PP-g-MAH、 SBS/PP-g-MAH、 SEBS/PP-g-MAH、 EPDM/
PP-g-MAH、 POE/PP-g-GMA、 SBS/PP-g-GMA、 SEBS/PP-g-GMA、 EPDM/PP-g-GMA 中的一种或几种。
优选的， 所述的聚碳酸酯的分子量为 10000 ～ 30000。
优选的， 所述的聚碳酸酯为双酚 A 型聚碳酸酯。
优选的， 所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的相对粘度为 0.6 ～ 1.5P·S。
优选的， 还包括 ： 0 ～ 5wt％的助剂， 所述助剂为抗氧剂和 / 或润滑剂。
优选的， 所述抗氧剂为酚类化合物、 胺类化合物和亚磷酸酯化合物中的一种或几 种。
优选的， 所述润滑剂为低分子酯类化合物、 硬脂酸复合酯类化合物、 聚硅氧烷类化 合物和低分子酰胺类化合物中的一种或几种。
本发明还提供一种聚酯组合物的制备方法， 包括 ：
将 30wt ％～ 76wt ％的聚碳酸酯、 19wt ％～ 65wt ％的聚对苯二甲酸丁二醇酯和 3wt％～ 20wt％的接枝相容剂混合， 得到混合物， 所述接枝相容剂为马来酸酐和 / 或甲基丙 烯酸缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯共聚物 ；
将所述混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇 酯树脂。 优选的， 所述双螺杆挤出机的温度为 220 ～ 250℃。
从上述的技术方案可以看出， 本发明实施例提供一种聚酯组合物及其制备方法， 该方法以聚碳酸酯 (PC)、 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、 接枝相容剂为原料， 制备得到 PC/ PBT 树脂。接枝相容剂为马来酸酐接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物和 / 或甲基丙烯酸 缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物， 该接枝相容剂中的马来酸酐或甲基丙烯 酸缩水甘油酯与 PC 及 PBT 的末端羧基及羟基反应， 提高了两者的相容性 ； 同时， 该接枝相容 剂在 PC/PBT 树脂中形成以聚丙烯为硬核、 塑性弹性体为软壳的结构， 起到了很好的增韧作 用， 从而使 PC/PBT 树脂具有较高的缺口冲击强度。实验结果表明， 本发明制备的 PC/PBT 树 脂具有较高的冲击强度和良好的综合性能， 同时成本较低。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范 围。
本发明实施例公开了一种聚酯组合物， 包括 ：
30wt％～ 76wt％的聚碳酸酯 ；
19wt％～ 65wt％的聚对苯二甲酸丁二醇酯 ；
3wt％～ 20wt％的接枝相容剂， 所述接枝相容剂为马来酸酐和 / 或甲基丙烯酸缩 水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯共聚物。
聚碳酸酯， 简称 PC， 是一种无定型的热塑性聚合物， 具有良好的机械性能、 电绝缘 性能、 尺寸稳定性和耐热性， 被广泛应用于电子电器、 光学、 医疗仪器以及汽车工业等诸多 领域。所述的聚碳酸酯的分子量优选为 10000 ～ 30000， 更优选为 15000 ～ 25000。所述聚 碳酸酯优选为双酚 A 型聚碳酸酯。按照本发明， 所述聚碳酸酯为 30wt％～ 76wt％， 优选为40wt％～ 76wt％， 更优选为 50wt％～ 76wt％。
聚对苯二甲酸丁二醇酯， 简称 PBT， 是一种结晶性的热塑性塑料， 具有结晶速度较 快、 熔体流动性好和耐溶剂性优异等特点。 本发明将 PC 和 PBT 共混改性， 实现优势互补。 所 述聚对苯二甲酸丁二醇酯的相对粘度优选为 0.6 ～ 1.5P·S， 更优选为 0.8 ～ 1.3P·S， 最 优选为 0.9 ～ 1.2P· S。所述聚对苯二甲酸丁二醇酯为 19wt％～ 65wt％， 优选为 20wt％～ 60wt％， 更优选为 20wt％～ 50wt％。
并且， 本发明还包括接枝相容剂， 所述接枝相容剂为马来酸酐和 / 或甲基丙烯酸 缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯共聚物。优选为 POE/PP-g-MAH、 SBS/PP-g-MAH、 SEBS/PP-g-MAH、 EPDM/PP-g-MAH、 POE/PP-g-GMA、 SBS/PP-g-GMA、 SEBS/PP-g-GMA、 EPDM/ PP-g-GMA 中的一种或几种。本发明采用马来酸酐接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物和 / 或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物为接枝相容剂， 其中的马来 酸酐基团 ( 简称 MAH) 或甲基丙烯酸缩水甘油酯基团 ( 简称 GMA) 与 PC 及 PBT 的末端羧基及 羟基反应， 提高了两者的相容性 ； 同时， 该接枝相容剂在 PC/PBT 树脂中形成以聚丙烯 (PP) 为硬核、 热塑性弹性体为软壳的核 - 壳结构， 起到了很好的增韧作用， 从而使 PC/PBT 树脂具 有较高的缺口冲击强度。
本发明还包括 0 ～ 5wt％的助剂， 所述助剂为抗氧剂和 / 或润滑剂。 所述抗氧剂为 酚类化合物、 胺类化合物和亚磷酸酯化合物中的一种或几种。所述润滑剂为低分子酯类化 合物、 硬脂酸复合酯类化合物、 聚硅氧烷类化合物和低分子酰胺类化合物中的一种或几种。 按照本发明， 所述助剂为 0 ～ 5wt％， 优选为 0.5wt％～ 4wt％， 更优选为 1wt％～ 3wt％。
此外， 本发明还提供了一种聚酯组合物的制备方法， 包括 ：
将 30wt ％～ 76wt ％的聚碳酸酯、 19wt ％～ 65wt ％的聚对苯二甲酸丁二醇酯和 3wt％～ 20wt％的接枝相容剂混合， 得到混合物， 所述接枝相容剂为马来酸酐和 / 或甲基丙 烯酸缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯共聚物 ；
将所述混合物在双螺杆挤出机中挤出造粒， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇 酯树脂。
本发明对上述各原料个混合方式并无特别限制， 可以采用在混合器中混合， 混合 时间优选为 3 ～ 10 分钟， 优选为 3 ～ 5 分钟。所述双螺杆挤出机的转速优选为 200 ～ 400 转 / 分， 更优选为 300 ～ 400 转 / 分。所述双螺杆挤出机的温度优选为 220 ～ 250℃， 更优 选为 230 ～ 250℃。
从上述的技术方案可以看出， 本发明实施例提供一种聚酯组合物及其制备方法， 该方法以聚碳酸酯 (PC)、 聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、 接枝相容剂为原料， 制备得到 PC/ PBT 树脂。接枝相容剂为马来酸酐接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物和 / 或甲基丙烯酸 缩水甘油酯接枝热塑性弹性体 / 聚丙烯的共聚物， 该接枝相容剂中的马来酸酐或甲基丙烯 酸缩水甘油酯与 PC 及 PBT 的末端羧基及羟基反应， 提高了两者的相容性 ； 同时， 该接枝相容 剂在 PC/PBT 树脂中形成以聚丙烯为硬核、 塑性弹性体为软壳的结构， 起到了很好的增韧作 用， 从而使 PC/PBT 树脂具有较高的缺口冲击强度， 并具有良好的综合性能。此外， 本发明制 备的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂成本较低。
为了进一步说明本发明的技术方案， 下面结合实施例对本发明优选实施方案进行 描述， 但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点， 而不是对本发明权利要求的限制。
在以下实施例及对比例的材料配方中， PC 为美国陶氏公司 201-10， PBT 为仪化集 团 L2100， 接枝相容剂为 POE/PP-g-MAH 和 POE/PP-g-GMA， 乙烯 - 丙烯酸酯 - 甲基丙烯酸缩 水甘油酯共聚物为法国阿科玛公司生产， 商品名 AX8900。
实施例 1
制备接枝相容剂 1 ： 将 65wt％的 POE、 33.4wt％的 PP、 1.5wt％的 MAH、 0.1wt％的引 发剂 DCP 混合均匀后， 进入双螺杆挤出机， 造粒， 挤出温度为 180 ～ 200℃， 停留 2-3 分钟， 得 到接枝相容剂 POE/PP-g-MAH。
实施例 2
制备接枝相容剂 2 ： 将 65wt％的 POE、 32.8wt％的 PP、 2.0wt％的 GMA、 1.0wt％的苯 乙烯 (St)、 0.2wt％的引发剂 DCP 混合均匀后， 进入双螺杆挤出机， 造粒， 挤出温度为 180 ～ 200℃， 停留 2-3 分钟， 得到接枝相容剂 POE/PP-g-GMA。
实施例 3
将 76wt％的 PC、 19wt％的 PBT、 5wt％接枝相容剂 1 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机 中混炼造粒。 双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 250℃， 三区温度 250℃， 四区温度 250℃， 五区温度 245℃， 六区温度 240℃， 七区温度 240℃， 八区温度 240℃， 九区 温度 240℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本实施 例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 2 所示。 实施例 4
将 55wt％的 PC、 37wt％的 PBT、 8wt％接枝相容剂 1 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机 中混炼造粒。 双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 240℃， 三区温度 240℃， 四区温度 240℃， 五区温度 240℃， 六区温度 235℃， 七区温度 235℃， 八区温度 235℃， 九区 温度 235℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本实施 例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 2 所示。
实施例 5
将 45wt ％的 PC、 45wt ％的 PBT、 10wt ％接枝相容剂 1 混合均匀后， 加入双螺杆挤 出机中混炼造粒。双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 240℃， 三区温度 240℃， 四区温度 240℃， 五区温度 240℃， 六区温度 230℃， 七区温度 230℃， 八区温度 230℃， 九区温度 235℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本 实施例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能 如表 2 所示。
实施例 6
将 34wt ％的 PC、 50wt ％的 PBT、 16wt ％接枝相容剂 1 混合均匀后， 加入双螺杆挤 出机中混炼造粒。双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 235℃， 三区温度 235℃， 四区温度 235℃， 五区温度 230℃， 六区温度 225℃， 七区温度 225℃， 八区温度 225℃， 九区温度 230℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本 实施例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能
如表 2 所示。
实施例 7
将 76wt％的 PC、 19wt％的 PBT、 5wt％接枝相容剂 2 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机 中混炼造粒。 双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 250℃， 三区温度 250℃， 四区温度 250℃， 五区温度 245℃， 六区温度 240℃， 七区温度 240℃， 八区温度 240℃， 九区 温度 240℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本实施 例的材料配比如表 3 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 4 所示。
实施例 8
将 55wt％的 PC、 37wt％的 PBT、 8wt％接枝相容剂 2 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机 中混炼造粒。 双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 240℃， 三区温度 240℃， 四区温度 240℃， 五区温度 240℃， 六区温度 235℃， 七区温度 235℃， 八区温度 235℃， 九区 温度 235℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本实施 例的材料配比如表 3 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 4 所示。 实施例 9
将 45wt ％的 PC、 45wt ％的 PBT、 10wt ％接枝相容剂 2 混合均匀后， 加入双螺杆挤 出机中混炼造粒。双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 240℃， 三区温度 240℃， 四区温度 240℃， 五区温度 240℃， 六区温度 230℃， 七区温度 230℃， 八区温度 230℃， 九区温度 235℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本 实施例的材料配比如表 3 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能 如表 4 所示。
实施例 10
将 34wt ％的 PC、 50wt ％的 PBT、 16wt ％接枝相容剂 2 混合均匀后， 加入双螺杆挤 出机中混炼造粒。双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 235℃， 三区温度 235℃， 四区温度 235℃， 五区温度 230℃， 六区温度 225℃， 七区温度 225℃， 八区温度 225℃， 九区温度 230℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本 实施例的材料配比如表 3 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能 如表 4 所示。
对比例 1
将 80wt％的 PC、 20wt％的 PBT 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机中混炼造粒。双螺 杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 250℃， 三区温度 250℃， 四区温度 250℃， 五区温度 245℃， 六区温度 240℃， 七区温度 240℃， 八区温度 240℃， 九区温度 240℃， 主机转 速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本对比例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 2 所示。
对比例 2
将 76wt％的 PC、 19wt％的 PBT、 5wt％的 AX8900 混合均匀后， 加入双螺杆挤出机中 混炼造粒。双螺杆挤出加工条件如下 ： 一区温度 220℃， 二区温度 250℃， 三区温度 250℃， 四区温度 250℃， 五区温度 245℃， 六区温度 240℃， 七区温度 240℃， 八区温度 240℃， 九区
温度 240℃， 主机转速 360 转 / 分钟， 得到聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。本对比 例的材料配比如表 1 所示， 制备得到的聚碳酸酯 / 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的性能如表 2 所示。
性能测试方法与结果
将上述实施例和对比例制备的粒子材料于 90℃ -100℃下鼓风干燥 2-3h， 然后将 干燥好的粒子制备得到标准试样。
拉伸性能按 GB/T 1040-1992 测试， 试样尺寸 150×10×4mm， 拉伸速度 50mm/min ； 弯曲强度按 GB/T 9341-2000 测试， 试样尺寸 80×10*4mm， 弯曲速度 5mm/min ； 悬臂梁缺口冲 击强度按 GB/T 1843-1996 测试， 试样尺寸 80×10×4mm， 缺口深度为 2mm， 摆锤 22J。
表 1 实施例 3 ～ 6 材料配方表
原料名称 PC(wt％ ) PBT(wt％ ) 接枝相容剂 1(wt％ )
实施例 3 76 19 5实施例 4 55 37 8实施例 5 45 37 10实施例 6 34 50 16表 2 实施例 3 ～ 6 材料性能表
表 3 实施例及对比例材料配方表实施例 7 76 19 5 -实施例 8 55 37 8 -实施例 9 45 37 10 -实施例 10 对比例 1 34 50 16 -80 20 --对比例 2 76 19 -5原料名称 PC(wt％ ) PBT(wt％ ) 相容剂 2(wt％ ) AX8900(wt％ )表 4 实施例及对比例材料性能表从上述实施例和比较例可以看出， 本发明制备的 PC/PBT 树脂具有较高的冲击强 度和良好的综合性能， 达到了市售的性能良好的接枝相容剂的水平， 同时成本较低。
对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
9