本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚碳酸酯是分子結(jié)構(gòu)中含有碳酸酯基的一類高分子化合物，目前只有芳香族聚碳酸酯得到產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用也最廣泛。pc由于具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性能、光學(xué)性能被廣泛用于汽車制造、光學(xué)透鏡、光盤(pán)、建材、包裝、醫(yī)療器械以及電子電器等領(lǐng)域，自工業(yè)化以來(lái)pc已成為增長(zhǎng)速度最快的工程塑料。但pc對(duì)缺口敏感、不耐磨損、熔體熔指高不易脫模、不耐強(qiáng)堿和紫外線等。尤其是當(dāng)聚碳酸酯的酯鍵受到日光的紫外線照射會(huì)斷裂，導(dǎo)致產(chǎn)品顏色變化且性能下降，所以若要擴(kuò)寬聚碳酸酯在戶外的應(yīng)用領(lǐng)域需要對(duì)其改性提高其耐候性。

授權(quán)公告號(hào)為cn1223278，授權(quán)公告日為1999年07月21日的中國(guó)專利公開(kāi)了一種聚碳酸酯(pc)樹(shù)脂組合物，此pc樹(shù)脂組合物含有(a)100重量份聚磷酸酯樹(shù)脂及(b)0.0001重量份或更多、但少于0.1重量份磺酸鏻鹽、還含有(c)0.01至10重量份紫外線吸收劑的pc樹(shù)脂組合物。

目前，耐候性pc樹(shù)脂的制備主要是通過(guò)添加各種光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，但紫外光吸收劑通常呈白色或米黃色，由于自身能吸收一部分的紫外光而使得改性后的耐候聚碳酸酯樣品的色度變黃，亮度下降，而且pc粒子本身呈現(xiàn)微黃色，使得制品整體的顏色色度變黃、亮度下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，其在一定程度上解決了現(xiàn)有耐候性聚碳酸酯樹(shù)脂在加入提高耐候性助劑后色度變黃、亮度下降的問(wèn)題，具有改善耐候聚碳酸酯的色彩，減小黃色指數(shù)，提高其亮度的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：

聚碳酸酯：100份；

抗氧劑：0.5-1份；

脫模劑：3份；

紫外線吸收劑：2-4份；

光穩(wěn)定劑：0.5-2份；

著色劑：0.04-0.1份；

分散潤(rùn)滑劑：0.1-1份；

著色劑為蒽醌類有機(jī)透明藍(lán)色染料和蒽醌類有機(jī)透明紫色染料中的一種或幾種。

采用上述方案，蒽醌類有機(jī)透明染料分子上具有酚羥基，能與pc和pet上的端羥基或者端羧基發(fā)生反應(yīng)，因此具有良好的相容性，蒽醌類有機(jī)透明染料與pet/pc復(fù)合材料具有良好的相容性，其在pet/pc復(fù)合材料中分散地十分均勻，對(duì)pet/pc復(fù)合材料的顏色改性具有優(yōu)異的效果。

進(jìn)一步優(yōu)選為：包括如下重量份的原料：

聚碳酸酯：100份；

抗氧劑：1.0份；

脫模劑：3.0份；

紫外線吸收劑：3.0份；

光穩(wěn)定劑：1.0份；

著色劑：0.1份；

分散潤(rùn)滑劑：1.0份；

著色劑為蒽醌類有機(jī)透明藍(lán)色染料和蒽醌類有機(jī)透明紫色染料中的一種或幾種。

進(jìn)一步優(yōu)選為：著色劑為蒽醌類有機(jī)透明藍(lán)色染料a1、蒽醌類有機(jī)透明紫色染料a2、蒽醌類有機(jī)透明紫色染料a3中的一種或幾種；a1、a2、a3分別對(duì)應(yīng)德國(guó)朗盛馬高列斯生產(chǎn)的bluerr、德國(guó)朗盛馬高列斯生產(chǎn)的violetb、德國(guó)朗盛馬高列斯生產(chǎn)的violet3r。

進(jìn)一步優(yōu)選為：著色劑為a1和a3的1:1復(fù)配。

進(jìn)一步優(yōu)選為：制備得到的聚碳酸酯材料老化前后的黃色指數(shù)分別為-1.8和5.2；老化前的明度l值為95.6，色度b值為0.3；老化前后的斷裂伸長(zhǎng)率為118和100，老化條件為紫外燈照射1000h。

進(jìn)一步優(yōu)選為：抗氧劑為重量比1：2的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑626復(fù)配而成。

進(jìn)一步優(yōu)選為：紫外吸收劑為苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯腈類中的一種或多種。

進(jìn)一步優(yōu)選為：光穩(wěn)定劑為水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯腈類、草酰胺類、有機(jī)鎳化合物類、受阻胺(hal)類中的一種或幾種。

本發(fā)明的第二目的為提供一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料的制備方法。

本發(fā)明申請(qǐng)的上述技術(shù)目的是通過(guò)一下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料的制備方法，包括如下步驟：

s1：將聚碳酸酯于120℃～130℃溫度下干燥3～4小時(shí)；

s2：稱取配方量的經(jīng)過(guò)步驟(1)干燥后的聚碳酸酯以及抗氧劑、紫外線吸收劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、分散潤(rùn)滑劑和著色劑，將稱取的反應(yīng)原料攪拌10-30分鐘，攪拌均勻后出料；s3：將步驟s2中的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)，在260～280℃的溫度條件下經(jīng)過(guò)熔融混煉擠出、冷卻造粒；其中所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度條件為：一區(qū)溫度220～240℃，二區(qū)溫度240～260℃、三區(qū)溫度260～280℃、四區(qū)溫度260～280℃、五區(qū)溫度260～280℃、六區(qū)溫度260～280℃，七區(qū)溫度260～280℃，八區(qū)溫度260～280℃，機(jī)頭溫度270～280℃。

進(jìn)一步優(yōu)選為：螺桿的長(zhǎng)徑比為36:1，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200～300r/min，真空度為-0.2～-0.5kpa。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1、在pc中加入紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑，紫外線吸收劑和光穩(wěn)定劑是水楊酸脂類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類、取代丙烯腈類、草酰胺類、有機(jī)鎳化合物類、受阻胺(hal)類的一種或幾種，在基體樹(shù)脂中的分散性好，便于形成混合體系，可以使pc的耐紫外線的性能提高，減緩pc制品的黃變過(guò)程，提高其長(zhǎng)期使用的顏色亮度，改善長(zhǎng)期使用后聚碳酸酯制品的顏色，降低黃色指數(shù)；2、在改性pc的基礎(chǔ)上使用a1、a2、a3三種色粉中的一種或幾種進(jìn)行調(diào)色，可以改善改性材料的外觀顏色，其在一定程度上解決了現(xiàn)有耐候性聚碳酸酯樹(shù)脂在加入提高耐候性助劑后色度變黃、亮度下降的問(wèn)題，具有改善耐候聚碳酸酯的色彩，減小黃色指數(shù)，提高其亮度的優(yōu)勢(shì)；3、抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑626復(fù)配而成，僅需少量，二者復(fù)配便可延緩或者抑制pc大分子氧化過(guò)程的進(jìn)行，阻止pc在外部環(huán)境中老化，減少老化帶來(lái)的黃變效果，并延長(zhǎng)制品的使用壽命。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實(shí)施例1-4，一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，按照如下方法制備，配方和組分參見(jiàn)表1：

s1：將pc放置于120℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中干燥4小時(shí)后按照表1中各個(gè)物料組分及其重量配比，稱取經(jīng)過(guò)干燥后的pc、光穩(wěn)定劑、分散潤(rùn)滑劑、抗氧劑、著色劑，將稱取的所有反應(yīng)原料在高速混合機(jī)中攪拌30分鐘，得到混合均勻的物料；

s2：將上述步驟中制備的混合物料送入雙螺桿擠出機(jī)(長(zhǎng)徑比為36：1)中，在260-280℃的溫度條件下經(jīng)過(guò)熔融混煉擠出、冷卻造粒，獲得脫模耐候的聚碳酸酯材料成品。

其中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度240℃、三區(qū)溫度260℃、四區(qū)溫度280℃、五區(qū)溫度280℃、六區(qū)溫度280℃，七區(qū)溫度280℃，八區(qū)溫度280℃，機(jī)頭溫度270℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為250r/min，真空度-0.3kpa。

表1實(shí)施例1-4的原料組分和含量表

其中，抗氧劑為重量比1：2的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑626復(fù)配而成；脫模劑為季戊四醇硬脂酸酯pets；紫外吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；著色劑為a1和a3兩種色粉以質(zhì)量比1:1復(fù)配；分散潤(rùn)滑劑為tas-2a；光穩(wěn)定劑為癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯。

實(shí)施例5：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，脫模劑的含量為2份。

實(shí)施例6：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，脫模劑的含量為4份。

實(shí)施例7：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，紫外線吸收劑的含量為4份。

實(shí)施例8：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，光穩(wěn)定劑的含量的為2份。

實(shí)施例9：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為0.1份的a1。

實(shí)施例10：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為0.1份的a2。

實(shí)施例11：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為0.1份的a3。

實(shí)施例12：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為a1和a2的1:1復(fù)配，a1和a2的總量為0.1份。

實(shí)施例13：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為a2和a3的1:1復(fù)配，a2和a3的總量為0.1份。

實(shí)施例14：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，著色劑為a1、a2和a3的4:3:3復(fù)配，a1、a2和a3的總量為0.1份。

實(shí)施例15-17：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，分別采用等量的單甘脂、硅油或石蠟代替季戊四醇硬脂酸酯pets。

實(shí)施例18：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，抗氧劑為1.0份的受阻酚類抗氧劑1076。

實(shí)施例19：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，抗氧劑為1.0份的亞磷酸酯類抗氧劑626。

實(shí)施例20：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，螺桿的長(zhǎng)徑比為50:1。

實(shí)施例21：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度240℃、三區(qū)溫度260℃、四區(qū)溫度260℃、五區(qū)溫度260℃、六區(qū)溫度280℃，七區(qū)溫度280℃，八區(qū)溫度280℃，機(jī)頭溫度270℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為300r/min，真空度-0.5kpa。

實(shí)施例22：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為：一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度260℃、三區(qū)溫度280℃、四區(qū)溫度280℃、五區(qū)溫度280℃、六區(qū)溫度260℃，七區(qū)溫度260℃，八區(qū)溫度260℃，機(jī)頭溫度270℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200r/min，真空度-0.2kpa。

實(shí)施例23：一種色彩優(yōu)良的耐候聚碳酸酯材料，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為：一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度260℃、三區(qū)溫度280℃、四區(qū)溫度280℃、五區(qū)溫度280℃、六區(qū)溫度270℃，七區(qū)溫度270℃，八區(qū)溫度270℃，機(jī)頭溫度270℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為200r/min，真空度-0.2kpa。

性能測(cè)試及評(píng)價(jià)

為了測(cè)試和評(píng)價(jià)本發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)施例的性能，制備了如下對(duì)比例作為對(duì)照樣。對(duì)比例1-3的制備方法如實(shí)施例3，各組分及含量參見(jiàn)表2。

表2對(duì)比例1-3的原料組分及含量表

其中，抗氧劑為重量比1：2的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑626復(fù)配而成；脫模劑為季戊四醇硬脂酸酯pets；紫外吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；著色劑為a1和a3兩種色粉以質(zhì)量比1:1復(fù)配；分散潤(rùn)滑劑為tas-2a；光穩(wěn)定劑為癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯。

測(cè)試對(duì)象為：實(shí)施例1-4、實(shí)施例9-14和對(duì)比例1-3；測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試條件如表3所示；測(cè)試結(jié)果如表4和表5所示。

表3性能測(cè)試條件及標(biāo)準(zhǔn)

表4實(shí)施例1-4、對(duì)比例1-3的性能測(cè)試結(jié)果

從實(shí)施例1-4的試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著抗氧劑和紫外線吸收劑含量增加，氙燈老化測(cè)試中的黃色指數(shù)逐漸減小，熱老化后試樣的斷裂伸長(zhǎng)率提高，說(shuō)明樣品的耐紫外和耐老化性能明顯改善。本發(fā)明中添加了復(fù)配的著色劑用以改善制品的外觀色彩，從實(shí)施例1至實(shí)施例4的組份配比可知，隨著復(fù)配著色劑的添加量增大，雖然樣品的明度l值有一定程度下降、但樣品的初期黃色指數(shù)和色度b值則明顯下降。通過(guò)各種助劑間的配合起到了增效的作用，最終得到一種色彩優(yōu)良的耐候性的聚碳酸酯材料。

表5實(shí)施例3、實(shí)施例9-14的性能測(cè)試結(jié)果

根據(jù)實(shí)施3和實(shí)施例9-14的試驗(yàn)結(jié)果可知，單獨(dú)采用著色劑a1、a2或a3進(jìn)行顏色優(yōu)化，其對(duì)pc制品的顏色的優(yōu)化效果比著色劑復(fù)配時(shí)的效果較差。具體的結(jié)果體現(xiàn)在黃色指數(shù)上為：?jiǎn)为?dú)采用著色劑a1、a2或a3的pc制品老化前后的黃色指數(shù)均最大，a2和a3復(fù)配次之，a1、a2、a3復(fù)配和a1、a2復(fù)配再次之，a1和a3復(fù)配時(shí)黃色指數(shù)最小。盡管添加復(fù)配后的著色劑在明度l值上有一定的下降，但是色度b值有明顯的降低，其中a1、a3復(fù)配時(shí)色度b值最低。以上結(jié)果均表明a1和a3復(fù)配時(shí)得到的著色劑對(duì)pc制品的顏色改性效果最佳。