本發明屬于高分子材料
技術領域：
，涉及一種PC/PBT合金材料及其制備方法，尤其是涉及一種高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法。
背景技術：
：眾所周知，聚碳酸酯(PC，Polycarbonate)樹脂是一種非結晶性熱塑性聚合物，其抗沖強度高、剛性好、高耐熱、光澤度好、尺寸穩定性好、電器絕緣性和耐蠕變性能優異，但是其加工流動性能較差，不耐有機溶劑。聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT，PolybutyleneTerephthalates)是結晶性聚酯材料，其是通用工程塑料中工業化最晚而發展最快的一個品種，由于PBT具有優異的綜合性能，良好的成型加工性和優異的性價比，很快熱銷市場。PBT具有流動性好、易加工，耐有機溶劑性好等優點，但其也存在諸如沖擊強度不高、尺寸穩定性較差等方面的不足。PC/PBT是一種韌性較好的高分子合金，被廣泛應用于保險杠以及吸能塊等部件。同時，由于PBT的結晶性，賦予了PC/PBT優異的耐化學品性能，在汽車領域中常用作噴漆件的選材之一，比如，汽車加油小門常選擇礦物填充PC/PBT材料。授權公告號為CN103709702B的中國專利公開了一種PC/PBT合金材料及其制備方法，該PC/PBT合金材料包括如下重量份數的下列配方組分：聚碳酸酯10～55；聚對苯二甲酸丁二醇酯10～55；填充材料3～8；玻璃纖維10～25；異型截面玻璃纖維1～10份；偶聯劑0.2～1；增韌劑A2～6；增韌劑B2～6；主抗氧劑0.1～0.5；輔助型抗氧劑0.2～0.5；其他助劑0.1～2。其中，所述的增韌劑A為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物中的至少一種；所述增韌劑B為低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一種；所述填充材料為玻璃微珠、滑石粉、云母中的至少一種。上述專利的技術方案主要是采用異型玻纖與增韌劑來提高PC/PBT材料的耐卷曲及抗低溫沖擊性能，但玻纖或異型玻纖的加入對材料流動性影響較大，在注塑時容易產生內應力，降低噴漆良率。不同于上述專利，本發明則是通過添加高流動的PE，降低材料注塑內應力，同時利用增韌劑乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐提高PE與PBT之間的相容性，獲得了一種高噴漆良率的礦物填充PC/PBT材料。目前，有研究表明，礦物填充PC/PBT材料在噴漆過程中存在兩個較為嚴重的問題，這就大大影響了噴漆的良率：一是礦物填充后降低了塑料基體的流動性，導致注塑過程中制件內部存在較大應力，噴漆時應力釋放導致開裂；二是礦物在塑料基體中分散性差，局部區域礦物分布不均，噴漆時導致礦粉析出影響外觀。因此，開發高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料具有現實而重要的意義。技術實現要素：本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。本發明的另一目的在于提供所述高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂30～70份、PBT樹脂10～50份、PE樹脂1～10份、硅烷偶聯劑1～5份、增韌劑1～5份、酯交換抑制劑0.1～1份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.1～1份以及滑石粉10～15份。所述的PC樹脂為重均相對分子量為15000～30000，玻璃化轉變溫度為140～150℃的芳香族聚碳酸酯。所述的PBT樹脂采用毛細管粘度計按照ISO1628-5：1998標準測試粘度為0.8-1.2dl/g。所述的PE樹脂包括線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一種或多種。所述的硅烷偶聯劑的化學結構式為RSiX3，式中，R為氨基、巰基、乙烯基、環氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，X為硅氧基。所述的增韌劑包括乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物或乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐中的一種或多種，所述的酯交換抑制劑包括磷酸二氫鈉或焦磷酸鈉中的一種或兩種，所述的抗氧劑包括抗氧劑245、抗氧劑1076或抗氧劑168中的一種或多種，所述的潤滑劑包括硅酮粉、季戊四醇酯或乙撐雙硬酯酰胺中的一種或多種。所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐中，馬來酸酐的質量百分含量為1.1-1.5％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為26.5-32.5％。所述的滑石粉的平均粒度d50＜20μm。高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法，該方法具體包括以下步驟：(1)按以下組分及重量份備料：PC樹脂30～70份、PBT樹脂10～50份、PE樹脂1～10份、硅烷偶聯劑1～5份、增韌劑1～5份、酯交換抑制劑0.1～1份、抗氧劑0.1～1份、潤滑劑0.1～1份以及滑石粉10～15份；(2)按重量份將PC樹脂、PBT樹脂、PE樹脂、硅烷偶聯劑、增韌劑、酯交換抑制劑、抗氧劑、潤滑劑及滑石粉加入混合攪拌機中進行混合；(3)將步驟(2)所得的混合物從擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，即制得所述的高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。所述的擠出機為雙螺桿擠出機，該雙螺桿擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為220～270℃，螺桿轉速為300～600rpm。與現有技術相比，本發明PC/PBT合金材料體系利用PE樹脂的高流動性及與乙烯-丙烯酸酯類增韌劑的良好相容性，提高了材料的流動性，顯著降低制件的內應力，避免噴漆時由于應力而導致的開裂問題；同時，硅烷偶聯劑的引入，則有效提高了滑石粉與基體樹脂的相容性，利用長徑比大的擠出機與剪切強的螺桿組合，提高滑石粉的分散，避免礦粉團聚導致噴漆時析出的問題。具體實施方式下面對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。以下實施例1-5及對比例1-3中PC選用日本三菱化學的H-3000F；PBT樹脂選用長春的PBT1100；PE樹脂選用茂名石化低密度聚乙烯LDPE868-000；硅烷偶聯劑選用KH550；增韌劑選用阿科瑪的Lotader4700；酯交換抑制劑選用磷酸二氫鈉；抗氧劑為Ciba公司的Irganox1076和Irganox168，其重量比為1：1；潤滑劑為市售的季戊四醇硬脂酸；滑石粉采用的是2000目的滑石粉。對比例1滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂67份，PBT樹脂20份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為35mm，長徑比為32，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。對比例2滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂57份，PBT樹脂30份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份；抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。對比例3滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂57份，PBT樹脂25份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉15份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。實施例1高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂60份，PBT樹脂20份，PE樹脂7份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份；滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為32mm，長徑比為35，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。本實施例中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為1.1％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為26.5％。實施例2高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂52份，PBT樹脂25份，PE樹脂7份，硅烷偶聯劑3份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份；滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為32mm，長徑比為35，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。本實施例中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為1.5％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為32.5％。實施例3高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂59份，PBT樹脂25份，硅烷偶聯劑3份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。本實施例中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為1.2％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為30％。實施例4高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂55份，PBT樹脂20份，PE樹脂7份，硅烷偶聯劑3份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉10份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。本實施例中，本實施例中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為1.5％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為28.5％。實施例5高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC樹脂55份，PBT樹脂17份，PE樹脂7份，硅烷偶聯劑3份，增韌劑3份，酯交換抑制劑0.1份，抗氧劑1076：0.1份，抗氧劑168：0.1份，潤滑劑PETS0.1份，滑石粉15份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～270℃下熔融擠出，螺桿擠出機直徑為58mm，長徑比為60，轉速為500rpm，壓力為2MPa，經過熔融擠出，造粒即得到產品。本實施例中，本實施例中，增韌劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐，其中，馬來酸酐的質量百分含量為1.7％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為32.3％。將以上對比例及實施例所制備的高噴漆良率的滑石粉填充PC/PBT合金材料注塑成尺寸為140×90×3mm的樣板，各50塊，進行噴漆試驗，并對噴漆后的樣板進行良率對比。噴漆試驗結果如表1所示。表1噴漆試驗結果對比例1對比例2對比例1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5良率(％)55.860.856.273.582.080.694.385.1由上表可知，利用PE樹脂的高流動性及與乙烯-丙烯酸酯類增韌劑的良好相容性，提高了材料的流動性，避免了制件的內應力過大，噴漆時應力開裂。同時硅烷偶聯劑的引入，提高了滑石粉與基體樹脂的相容性，利用長徑比大的擠出機與剪切強的螺桿組合，提高滑石粉的分散，避免礦粉團聚導致噴漆時析出的問題。實施例6本實施例高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂30份、PBT樹脂10份、PE樹脂1份、硅烷偶聯劑1份、增韌劑1份、酯交換抑制劑0.1份、抗氧劑0.1份、潤滑劑0.1份以及滑石粉10份。其中，PC樹脂為重均相對分子量為15000，玻璃化轉變溫度為140℃的芳香族聚碳酸酯。PBT樹脂的粘度為0.8dl/g。PE樹脂為線性低密度聚乙烯。硅烷偶聯劑的化學結構式為RSiX3，式中，R為氨基，X為硅氧基。酯交換抑制劑為磷酸二氫鈉，抗氧劑為抗氧劑245，潤滑劑為硅酮粉。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韌劑為乙烯-丙烯酸丁酯。高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)按以下組分及重量份備料：PC樹脂30份、PBT樹脂10份、PE樹脂1份、硅烷偶聯劑1份、增韌劑1份、酯交換抑制劑0.1份、抗氧劑0.1份、潤滑劑0.1份以及滑石粉10份；(2)按重量份將PC樹脂、PBT樹脂、PE樹脂、硅烷偶聯劑、增韌劑、酯交換抑制劑、抗氧劑、潤滑劑及滑石粉加入混合攪拌機中進行混合；(3)將步驟(2)所得的混合物從擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，擠出機為雙螺桿擠出機，該雙螺桿擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為220℃，螺桿轉速為300rpm。實施例7本實施例高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂70份、PBT樹脂50份、PE樹脂10份、硅烷偶聯劑5份、增韌劑5份、酯交換抑制劑1份、抗氧劑1份、潤滑劑1份以及滑石粉15份。其中，PC樹脂為重均相對分子量為30000，玻璃化轉變溫度為150℃的芳香族聚碳酸酯。PBT樹脂的粘度為1.2dl/g。PE樹脂為低密度聚乙烯。硅烷偶聯劑的化學結構式為RSiX3，式中，R為巰基，X為硅氧基。酯交換抑制劑為焦磷酸鈉，抗氧劑為抗氧劑1076，潤滑劑為季戊四醇酯。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韌劑為乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物。高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)按以下組分及重量份備料：PC樹脂70份、PBT樹脂50份、PE樹脂10份、硅烷偶聯劑5份、增韌劑5份、酯交換抑制劑1份、抗氧劑1份、潤滑劑1份以及滑石粉15份；(2)按重量份將PC樹脂、PBT樹脂、PE樹脂、硅烷偶聯劑、增韌劑、酯交換抑制劑、抗氧劑、潤滑劑及滑石粉加入混合攪拌機中進行混合；(3)將步驟(2)所得的混合物從擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，擠出機為雙螺桿擠出機，該雙螺桿擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為270℃，螺桿轉速為600rpm。實施例8本實施例高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂50份、PBT樹脂45份、PE樹脂8份、硅烷偶聯劑3份、增韌劑2份、酯交換抑制劑0.8份、抗氧劑0.6份、潤滑劑0.6份以及滑石粉12份。其中，PC樹脂為重均相對分子量為20000，玻璃化轉變溫度為148℃的芳香族聚碳酸酯。PBT樹脂的粘度為1.0dl/g。PE樹脂為高密度聚乙烯。硅烷偶聯劑的化學結構式為RSiX3，式中，R為乙烯基，X為硅氧基。酯交換抑制劑由磷酸二氫鈉與焦磷酸鈉按質量比為1:2混合而成，抗氧劑為抗氧劑168，潤滑劑為乙撐雙硬酯酰胺。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韌劑由乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物與乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐按質量比為1:1混合而成。其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化馬來酸酐中，馬來酸酐的質量百分含量為1.1％，醋酸乙烯共聚物的質量百分含量為29.9％。高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)按以下組分及重量份備料：PC樹脂50份、PBT樹脂45份、PE樹脂8份、硅烷偶聯劑3份、增韌劑2份、酯交換抑制劑0.8份、抗氧劑0.6份、潤滑劑0.6份以及滑石粉12份；(2)按重量份將PC樹脂、PBT樹脂、PE樹脂、硅烷偶聯劑、增韌劑、酯交換抑制劑、抗氧劑、潤滑劑及滑石粉加入混合攪拌機中進行混合；(3)將步驟(2)所得的混合物從擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，擠出機為雙螺桿擠出機，該雙螺桿擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為250℃，螺桿轉速為500rpm。實施例9本實施例高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料，包括以下組分及重量份含量：PC樹脂65份、PBT樹脂52份、PE樹脂8份、硅烷偶聯劑2份、增韌劑4份、酯交換抑制劑0.7份、抗氧劑0.3份、潤滑劑0.8份以及滑石粉14份。其中，PC樹脂為重均相對分子量為20000，玻璃化轉變溫度為148℃的芳香族聚碳酸酯。PBT樹脂的粘度為1.0dl/g。PE樹脂由線性低密度聚乙烯與高密度聚乙烯按質量比為1:1混合而成。硅烷偶聯劑的化學結構式為RSiX3，式中，R為環氧基，X為硅氧基。酯交換抑制劑由磷酸二氫鈉與焦磷酸鈉按質量比為1:1混合而成，抗氧劑由抗氧劑245、抗氧劑1076及抗氧劑168按質量比為1:1:1混合而成，潤滑劑為乙撐雙硬酯酰胺。滑石粉的平均粒度d50＜20μm。增韌劑由乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯與乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物按質量比為1:1:3混合而成。高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)按以下組分及重量份備料：PC樹脂65份、PBT樹脂52份、PE樹脂8份、硅烷偶聯劑2份、增韌劑4份、酯交換抑制劑0.7份、抗氧劑0.3份、潤滑劑0.8份以及滑石粉14份；(2)按重量份將PC樹脂、PBT樹脂、PE樹脂、硅烷偶聯劑、增韌劑、酯交換抑制劑、抗氧劑、潤滑劑及滑石粉加入混合攪拌機中進行混合；(3)將步驟(2)所得的混合物從擠出機的主喂料口喂入，共混造粒，即制得高噴漆良率滑石粉填充PC/PBT合金材料。其中，擠出機為雙螺桿擠出機，該雙螺桿擠出機的螺桿直徑為58mm，長徑比為60，機筒溫度為230℃，螺桿轉速為400rpm。當前第1頁1 2 3