本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種高耐候的聚碳酸酯組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚碳酸酯樹脂由于其優(yōu)異的沖擊性能和耐熱性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、家電等領(lǐng)域。但是，紫外線對材料的破壞穿透深度約1um，聚碳酸酯的酯鍵接受紫外線照射后容易斷裂，導(dǎo)致聚碳酸酯產(chǎn)品變色、性能下降，因此，需要對聚碳酸酯樹脂進行改性處理，以提高聚合物表面的耐候性能。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提出一種高耐候的聚碳酸酯組合物，其在光照下性能保穩(wěn)定，保持時間長，力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能佳；其制備方法簡單易行，適合批量化生產(chǎn)。為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高耐候的聚碳酸酯組合物，包括如下重量份的組分：pc樹脂50～95份、abs樹脂5～50份、氟化石墨烯0.1～6份、三嗪0.1～0.5份、抗氧劑：0.1～1份。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯的重均分子量為18000～43000。優(yōu)選的，所述abs樹脂的相對分子量為105～1.8×105g/mol。優(yōu)選的，所述abs樹脂由以下重量百分數(shù)的物質(zhì)制成：丁二烯10～20％、丙烯腈10～32％和苯乙烯48～80％。優(yōu)選的，所述的氟化石墨烯中氟與碳的摩爾比為0.8～2。優(yōu)選的，所述三嗪是1,3,5-三嗪。優(yōu)選的，所述抗氧劑是二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或多種。優(yōu)選的，所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯的組合，二者的重量比為1：1。制備所述的高耐候的聚碳酸酯組合物的方法，包括如下步驟：(1)將pc樹脂、三嗪和抗氧劑混合攪拌，形成混合物a；將abs和氟化石墨烯混合攪拌，形成混合物b；(2)將混合物a和混合物b分別熔融擠出，進行共混造粒，得到所述聚碳酸酯組合物。有益效果在于：在pc樹脂中加入三嗪，abs樹脂中加入氟化石墨烯，然后通過熔融擠出混料，這種改性的聚碳酸酯組合物具有優(yōu)良的耐候性。其制備方法簡單易行，適合批量化生產(chǎn)。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。一種高耐候的聚碳酸酯組合物，包括如下重量份的組分：pc樹脂50～95份、abs樹脂5～50份、氟化石墨烯0.1～6份、三嗪0.1～0.5份、抗氧劑：0.1～1份。pc樹脂即聚碳酸酯，abs樹脂即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。聚碳酸酯(pc)不耐紫外光，長期暴露于紫外線中會發(fā)黃。pc在受紫外線照射時，特征活化波長分別是285nm，305nm，330nm，360nm，而三嗪的特征吸收波段是280～360nm，包含了pc的受紫外線照射時的所有特征波段，其具有芳香性，體系能量低，較穩(wěn)定，作為紫外吸收劑能最大限度的提高pc的耐候性。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)的熱變形溫度低、可燃、耐候性較差。而氟化石墨烯由于氟元素的引入，導(dǎo)致材料內(nèi)聚能和表面能明顯減小，使得材料更易在表面延展和滑動，在材料表面富集，同時，其c-f鍵的高鍵能，使制得的聚碳酸酯組合物在光照時性能好，還提高材料原始的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。因此，三嗪和氟化石墨烯的復(fù)配，對聚碳酸酯組合物材料的長期耐候起到了保護作用。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯。相對脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯來說，芳香族聚碳酸酯由于具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，使其具有更佳的機械性能，更適合于工業(yè)應(yīng)用。優(yōu)選的，所述聚碳酸酯的重均分子量為18000～43000。重均分子量過低，聚碳酸酯的拉伸強度不夠，而且相對分子鏈長的聚碳酸酯，在光、力、熱等作用下分子鏈更容易斷裂，耐候性不穩(wěn)定；而重均分子量過大，聚碳酸酯的成本就會升高，斷裂伸長率會增大。因此，選擇此重均分子量范圍的聚碳酸酯，能平衡拉伸強度、耐候穩(wěn)定性和成本之間的矛盾。優(yōu)選的，所述abs樹脂的相對分子量為105～1.8×105g/mol。相似的相對分子量過低，abs樹脂的拉伸強度不夠，而且相對分子鏈長的abs樹脂，在光、力、熱等作用下分子鏈更容易斷裂，耐候性不穩(wěn)定；而重均分子量過大，abs樹脂的成本就會升高，斷裂伸長率會增大。因此，選擇此相對分子量范圍的abs樹脂，能平衡拉伸強度、耐候穩(wěn)定性和成本之間的矛盾。優(yōu)選的，所述abs樹脂由以下重量百分數(shù)的物質(zhì)制成：丁二烯10～20％、丙烯腈10～32％和苯乙烯48～80％。隨著三種成分比例的調(diào)整，abs樹脂的物理性能會有一定的變化：丁二烯為abs樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性；丙烯腈為abs樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學(xué)腐蝕的性質(zhì)；苯乙烯為abs樹脂提供硬度、加工的流動性及產(chǎn)品表面的光潔度。優(yōu)選的，所述的氟化石墨烯中氟與碳的摩爾比為0.8～2。如果氟的含量過低，則制成的聚碳酸酯組合物的耐候性能不好，氟的含量過高，與pc/abs的相容性太差。優(yōu)選的，所述三嗪是1,3,5-三嗪。三嗪具有芳香性，而均三嗪的芳香性最優(yōu)。具有芳香性的三嗪有離域能，體系能量低，較穩(wěn)定，因此使用其制備的聚碳酸酯組合物更耐候。優(yōu)選的，所述抗氧劑是二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙十八烷基醇季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或多種。抗氧化劑采用市售的產(chǎn)品，其作用是提高制成的聚碳酸酯組合物的耐老化性能。優(yōu)選的，所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯的組合，二者的重量比為1：1。通過實驗對比，這兩種抗氧化劑進行一比一的混合，對組合物帶來更優(yōu)的耐老化性能，且成本最合適。制備所述的高耐候的聚碳酸酯組合物的方法，包括如下步驟：(1)將pc樹脂、三嗪和抗氧劑混合攪拌，形成混合物a；將abs和氟化石墨烯混合攪拌，形成混合物b；(2)將混合物a和混合物b分別熔融擠出，進行共混造粒，得到所述聚碳酸酯組合物。pc樹脂、三嗪、抗氧劑三者加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a；將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；前者從擠出機的主喂料口喂入，后者從擠出機的側(cè)喂料口喂入(當(dāng)然，順序可以調(diào)換)，然后兩者進行共混造粒，得到具有高耐候的聚碳酸酯的復(fù)合材料。以下實施例及對比例中選用的聚碳酸酯(pc)使用韓國湖石的pc-1100；abs用高橋的abs3504，氟化石墨烯1中氟與碳的摩爾比為1.5，氟化石墨烯2中氟與碳的摩爾比為0.8，氟化石墨烯3中氟與碳的摩爾比為2，三嗪用basf公司的kemisorb1600；抗氧劑為basf公司的irganox1076和irganox168，其重量比為1：1。對比例1(1)按重量份稱取各組分：pc：50份，abs樹脂：50份，三嗪：0.1份，四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯：0.1份，三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯：0.1份。(2)將所有原料加入混合攪拌機中進行混合從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。對比例2(1)按重量份稱取各組分：pc樹脂：95份，abs樹脂:5，氟化石墨烯2：0.1份，三嗪：0.3份；抗氧劑：0.1～1份。(2)a將pc樹脂、三嗪、抗氧劑加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a，將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；b.將混合物a從擠出機的主喂料口喂入，混合物b從擠出機的側(cè)喂料口喂入，進行共混造粒，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。對比例3(1)pc樹脂：75份，abs樹脂：25份，氟化石墨烯3：5份，三嗪：0.5份；抗氧劑：0.1～1份。(2)a將pc樹脂、三嗪、抗氧劑加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a，將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；b.將混合物a從擠出機的主喂料口喂入，混合物b從擠出機的側(cè)喂料口喂入，進行共混造粒，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。實施例1(1)pc樹脂：50份，abs樹脂50份，氟化石墨烯1：5份，三嗪：0.5份；抗氧劑：0.5份。(2)a將pc樹脂、三嗪、抗氧劑加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a，將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；b.將混合物a從擠出機的主喂料口喂入，混合物b從擠出機的側(cè)喂料口喂入，進行共混造粒，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。實施例2(1)pc樹脂：80份，abs樹脂：5份，氟化石墨烯1：3份，三嗪：0.1份；抗氧劑：0.1份。(2)a將pc樹脂、三嗪、抗氧劑加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a，將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；b.將混合物a從擠出機的主喂料口喂入，混合物b從擠出機的側(cè)喂料口喂入，進行共混造粒，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。實施例3(1)pc樹脂：95份，abs樹脂：25份，氟化石墨烯1：5份，三嗪：0.3份；抗氧劑：1份。(2)a將pc樹脂、三嗪、抗氧劑加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物a，將abs和氟化石墨烯加入混合攪拌機中進行混合，形成混合物b；b.將混合物a從擠出機的主喂料口喂入，混合物b從擠出機的側(cè)喂料口喂入，進行共混造粒，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為500rpm，壓力為2mpa，得到所述具有高耐候的聚碳酸酯的合金材料。各對比例及實施例注塑成100mm×100mm×2mm的高光板，按照pv1303標(biāo)準進行氙燈老化實驗，采用的波長為420nm，濾鏡為b/sl，光照時間為5個周期缺口沖擊強度按照iso179-1標(biāo)準進行，彎曲模量按照iso178標(biāo)準進行。具體結(jié)果如表1所示。表1對比例、實施例耐候性能參數(shù)測試內(nèi)容對比例1對比例2對比例3實施例1實施例2實施例3缺口沖擊強度kj/m2)605623586351彎曲模量(mpa)210621502600270525862608外觀好好起皮好好好5周期色牢度33444-545周期色差5.26.31.81.70.71.6由上表可知，實施例2耐候性能好，外觀無起皮，缺口沖擊強度高，彎曲模量高。氟化石墨烯在材料表面分散好，氟化石墨烯的c-f鍵的高鍵能使得材料在光照時性能好，還能提高材料原始的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，三嗪和氟化石墨烯的復(fù)配對材料的長期耐候起到了保護作用。以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁12