一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。所述聚碳酸酯復(fù)合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分：聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物2~20份；助劑0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5~20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合反應(yīng)得到。所述聚碳酸酯復(fù)合材料具有超低溫韌性，在40℃的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達40KJ/m2以上，同時聚碳酸酯復(fù)合材料的流動性也得到改善，其適用于手機、平板電腦等對低溫韌性要求高的薄壁電子電器外殼。
【專利說明】一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，特別涉及一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)有著優(yōu)異的綜合性能,如沖擊強度高,透光率好,尺寸穩(wěn)定性好，易著色，耐老化性好，且具有優(yōu)良的電絕緣性等，故廣泛用于電子、電器、建筑、機械、包裝和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，人們對塑料制件的要求越來越高，如手機和平板電腦等外殼制件不僅需要很薄，耐汗液、化妝品等性能好，而且需要高低溫循環(huán)(40°C ^120°C )韌性保持良好。而PC存在流動性差、成型的制品內(nèi)應(yīng)力大、不耐溶劑及缺口敏感等缺點，未能滿足手機和平板電腦等外殼制件的要求。研究發(fā)現(xiàn)，PC/聚烯烴合金可以一定程度地實現(xiàn)提高PC的低溫韌性、降低PC的熔體粘度、降低制件的內(nèi)應(yīng)力還可以降低材料的成本。但是，由于PC與聚烯烴的相容性很差，現(xiàn)有的PC/聚烯烴合金的性能，特別是低溫韌性，未能滿足實際應(yīng)用的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚碳酸酯復(fù)合材料，該聚碳酸酯復(fù)合材料利用氨基酸對乙烯共聚物進行改性，其在40°C的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達40KJ/m2以上，聚碳酸酯復(fù)合材料的流動性也得到改善。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供所述聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供所述聚碳酸酯復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]—種聚碳酸酯復(fù)合材料，所述聚碳酸酯復(fù)合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分:
[0008]聚碳酸酯100份；
[0009]氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；
[0010]助劑0.1~5份；
[0011]所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5^20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；
[0012]所述活性基團為與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基；
[0013]所述氨基酸的分子量為大于等于131。
[0014]一種聚碳酸酯復(fù)合材料，所述聚碳酸酯復(fù)合材料由如下按重量份數(shù)計算的組分組成:
[0015]聚碳酸酯100份；
[0016]氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；
[0017]助劑0.1~5份；
[0018]所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5^20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；
[0019]所述活性基團為與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基；
[0020]所述氨基酸的分子量為大于等于131。
[0021]其中，在上述的配方范圍中，氨基酸改性乙烯共聚物的重量份可以選為2飛份、5~8份、8~10份、10~15份、15~20份。
[0022]其中，在上述的配方范圍中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以由重量比為100:5-10,100:10-15、100:15-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合反應(yīng)得到。
[0023]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當采用分子量在131以上的氨基酸對乙烯共聚物進行改性時，對低溫韌性改善的效果比較好，同時該氨基酸的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性都比較好。
[0024]作為一種可選方案，所述氨基酸的分子量可選為131~1000。
[0025]其中，氨基酸的結(jié)構(gòu)式可表達為HOOC-R-NH2, R代表含有至少5個碳原子的烷基或
燒烯基團。
[0026]本發(fā)明所述的聚碳酸酯樹脂可以通過多個商業(yè)來源獲取。其中，所述聚碳酸酯可選為雙酚A型芳香族聚碳酸酯。
[0027]其中，所述聚碳酸酯可選為重均分子量在19000-40000，熔融指數(shù)在300°C，1.2kg的測試條件下為I~50g/10min的聚碳酸酯。
[0028]其中，所述聚碳酸酯可選為重均分子量在19000-26000，熔融指數(shù)在300°C，1.2kg的測試條件下為3~20g/10min的聚碳酸酯。
[0029]其中，所述帶活性基團的乙烯共聚物的乙烯共聚物母體選自乙烯丙烯環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種復(fù)配。
[0030]其中，所述的乙烯共聚物母體的密度為0.85(Tl.0OOg/cm3，熔體質(zhì)量流動速率為
0.2~10g/10min(190°C /2.16kg)。
[0031]其中，所述帶活性基團的乙烯共聚物可以為MAH-g-POE、MAH-g-EPDM、環(huán)氧接枝的POE或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
[0032]其中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以通過如下方法制備得到:
[0033]將帶活性基團的乙烯共聚物和氨基酸按照比例在高混機中混合均勻，混合機的轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在14(T250°C的溫度下進行熔融混合反應(yīng)，然后造粒、冷卻、干燥得到所述氨基酸改性乙烯共聚物。
[0034]本發(fā)明優(yōu)選帶活性基團的乙烯共聚物和氨基酸按照100:0.5-20的重量比的范圍進行接枝，主要是因為氨基酸的含量太低，反應(yīng)接枝反應(yīng)低，對改善PC的低溫韌性不明顯；而氨基酸的含量太高，殘留的單體較多，對PC的性能有不利的影響。
[0035]其中，所述帶活性基團的乙烯共聚物和氨基酸混合物在雙螺桿擠出機中的停留時間為2~20min。
[0036]所述助劑可以是熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、脫模劑、顏料、染料或其組合。
[0037]所述的熱穩(wěn)定劑可以提高材料在加工和使用過程中的耐熱老化性能，通?？蛇x自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的復(fù)合物中的一種或幾種復(fù)配。
[0038]所述的光穩(wěn)定劑可以提高材料在使用過程中的耐光老化性能，可為受阻胺類、苯并三唑類、苯并噁嗪酮類復(fù)合物中的一種或幾種復(fù)配。[0039]所述的脫模劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復(fù)合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種或幾種復(fù)配。
[0040]本發(fā)明可根據(jù)不同的電子電器外殼的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等對上述添加劑進行單獨使用，或者復(fù)合使用。
[0041]作為一種優(yōu)選方案，所述助劑優(yōu)選包含抗氧劑(即熱穩(wěn)定劑或光穩(wěn)定劑)和/或脫模劑。
[0042]所述具有超低溫韌性的聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0043]將聚碳酸酯樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機中混合均勻，混合機的轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在24(T260°C的溫度下進行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
[0044]所述具有超低溫韌性的聚碳酸酯復(fù)合材料在制備薄壁電子電器外殼中的應(yīng)用。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0046]本發(fā)明所述的具有超低溫韌性的聚碳酸酯復(fù)合材料在40°C的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達40KJ/m2以上，聚碳酸酯復(fù)合材料的流動性也得到改善，其適用于手機、平板電腦等對低溫韌性要求高的薄壁電子電器外殼。
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合一些【具體實施方式】對本發(fā)明聚酰胺、制備方法及其應(yīng)用做進一步描述。具體實施例為進一步詳細說明本發(fā)明，非限定本發(fā)明的保護范圍。
[0048]本發(fā)明的實施例采用以下原料:
[0049]聚碳酸酯-1，日本出光化學(xué)，重均分子量26000，熔融指數(shù)約為3g/10min (300°C,1.2kg)，牌號 A2600 ；
[0050]聚碳酸酯-2，日本出光化學(xué)，重均分子量22000，熔融指數(shù)約為10g/10min(300°C，1.2kg)，牌號 FN 2200 ；
[0051]聚碳酸酯-3，日本出光化學(xué)，重均分子量19000，熔融指數(shù)約為22g/10min(300°C，1.2kg)，牌號 FN 1900 ；
[0052]N493, MAH-g-POE，美國杜邦公司，熔融指數(shù)約為 2.5g/10min (190°C, 2.16kg)；
[0053]7003A, MAH-g-EPDM, Polyram 公司，熔融指數(shù)約為 2g/10min (190°C，2.16kg)；
[0054]MB-03，環(huán)氧接枝的Ρ0Ε，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為4g/10min (190°C，2.16kg)；
[0055]AX-01，端羧基的乙烯一丁烯共聚物，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為10g/10min (190°C, 2.16kg)；
[0056]氨基酸-1，6-氨基己酸，國藥集團化學(xué)試劑有限公司，分子量131,熔點180°C ；
[0057]氨基酸-2，12-氨基癸酸，國藥集團化學(xué)試劑有限公司，分子量271，熔點210°C ;
[0058]氨基酸-3，高分子的氨基酸，Aldrich公司，分子量約為820，熔點230°C。
[0059]氨基酸-4,丙氨酸,安徽華恒生物工程有限公司，分子量89,熔點200°C。
[0060]脫模劑OP臘，克萊恩公司；
[0061]抗氧劑，季戊四醇雙硬脂酰雙磷磷酸酯，GE塑料精細化學(xué)品，Weston 619F ；
[0062]材料性能測試方法:[0063](I)拉伸強度:按IS0527測試；速度為50mm/min ；
[0064](2)懸臂梁缺口沖擊強度:按IS0180測試，A型缺口 ；
[0065](3)懸臂梁缺口沖擊強度(_40°C):按照IS0180測試，A型缺口，測試環(huán)境溫度-40。。；
[0066](4)彎曲模量:按IS0178測試，速度為2mm/min ；
[0067](5)熔體流動速率(MFR):按IS01133測試，條件為300。。，1.2Kg ；
[0068]以下以具體實施例的方式加以說明，所述原料均為重量份。
[0069]在本發(fā)明中助劑對產(chǎn)品的性能影響不大，對于其它常見的助劑不一一舉例。
[0070]實施例1~10氨基酸改性乙烯共聚物的制備
[0071]將氨基酸與帶活性基團的乙烯共聚物按照表I中的組成比例加入雙螺桿擠出機中(螺桿直徑為32mm，長徑比L/D=36)。其中雙螺桿擠出機各螺筒溫度(由加料口到機頭)分別是:180°C、210°C、220°C、220°C、220°C、210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 250 轉(zhuǎn) / 分鐘，喂料量 50kg/h0
[0072]表I氨基酸改性乙烯共聚物的制備(表中組份含量為重量份)
[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯復(fù)合材料包括如下按重量份數(shù)計算的組分:聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；助劑 0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團為與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基；所述氨基酸的分子量為大于等于131。
2.一種聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯復(fù)合材料由如下按重量份數(shù)計算的組分組成:聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；助劑0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團為與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基；所述氨基酸的分子量為大于等于131。
3.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述氨基酸的分子量為131~1000。
4.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯。
5.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯的重均分子量為19000-40000，熔融指數(shù)在300 °C，1.2kg的測試條件下為I~50g/10mino
6.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述帶活性基團的乙烯共聚物其乙烯共聚物母體選自乙烯丙烯環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述帶活性基團的乙烯共聚物為馬來酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，馬來酸酐接枝的乙烯丙烯環(huán)戊二烯共聚物、環(huán)氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
8.如權(quán)利要求1或2中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述助劑包含抗氧劑和/或脫模劑。
9.權(quán)利要求1~8中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:將聚碳酸酯樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機中混合均勻，混合機的轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在24(T260°C的溫度下進行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
10.權(quán)利要求1~8中任意一項權(quán)利要求所述聚碳酸酯復(fù)合材料在制備薄壁電子電器外殼中的應(yīng) 用。
【文檔編號】C08L69/00GK103450650SQ201210364637
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月26日
【發(fā)明者】劉曉亮, 孫東海, 陳大華, 劉賢文, 佟偉, 何繼輝 申請人:金發(fā)科技股份有限公司, 上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司