一种高刚性高模量抗静电PC组合物及其制备方法与流程

一种高刚性高模量抗静电pc组合物及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及聚碳酸酯技术领域，具体涉及一种高刚性高模量抗静电pc组 合物及其制备方法。


背景技术：

2.聚碳酸酯(英文简称pc)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根 据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族
‑
芳香族等多种类型。其中由于 脂肪族和脂肪族
‑
芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料 方面的应用。芳香族聚碳酸酯成为了主要发展的通用塑料。聚碳酸酯具有非常 好的冲击强度、弹性模量和尺寸稳定性等性能，但容易产生应力开裂，缺口冲 击敏感度高等也是聚碳酸酯的缺点，一般仍需要添加增韧剂进行改性。但增韧 剂的加入不可避免会造成聚碳酸酯拉伸强度、弯曲强度等刚性性能的下降。此 外，聚碳酸酯还存在耐化学性能一般的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高刚 性高模量抗静电耐化学性的pc组合物及其制备方法。
4.本发明的目的通过下述技术方案实现：
5.一种高刚性高模量抗静电pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0006][0007][0008]
所述聚酮/pa共混体的制备方法如下：取10
‑
15重量份的聚酮、10
‑
15重量 份的pa66以及150
‑
200重量份的溶剂加入反应釜中，在高压惰性气体的氛围下 升温至160
‑
170℃，保温1
‑
3h，然后在搅拌条件下以1
‑
3℃/min的降温速率降 温至室温，最后进行固液分离、干燥、过筛，即得到所述聚酮/pa共混体。
[0009]
聚酮是一种由一氧化碳、烯烃合成的新型绿色聚合物材料，具有优良的抗 渗透性、高阻隔性、高拉伸强度、高冲击强度以及高断裂伸长率等性能，加入 聚碳酸酯中可以显
著改善其力学性能以及抗化学性，pa66也具有高刚性高模量 的特性，加入聚碳酸酯中也可以改善其刚性强度以及缺口冲击强度。因此本发 明是以聚碳酸酯为连续相，加入聚酮、pa66、玻璃纤维和抗静电剂等作为分散 相的共混改性体系，以期获得高强度高模量抗静电耐化学性的性能。但本发明 存在多个不同的分散相，容易出现相分离程度严重的问题，而且pa66在pc中是 作为刚性体进行增韧，在存在玻璃纤维、抗静电剂以及增韧剂的情况下，pa66 的增韧效果并不明显，增强效果也不如玻璃纤维显著。因此本发明的pa66的作 用并非仅仅用于简单的物性叠加，而是通过溶剂溶解沉淀再生的方法，析出的 小颗粒的pa66附着在大颗粒的聚酮表面，形成核壳结构的共混体，pa66作为刚 性体可以引发应力集中，更有效率地将冲击能传递到内核的聚酮上，聚酮/pa 共混体与pc之间通过产生银纹、空穴等缺陷而消耗冲击能，从而显著提升pc组 合物的缺口抗冲击强度，同时pa66与聚酮也具有一定的相容性，二者组成聚酮 /pa共混体更不容易出现相分离，相当于减少聚碳酸酯组合物的相分离程度， 从而更好地提高pc组合物的各项性能。
[0010]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比80
‑
90:10
‑
20的比例组成。醇类 溶剂毒性较低，通过加压可以提高乙醇/正丁醇混合溶剂的沸点，从而可以在 高温条件下对pa66进行溶解，而聚酮具有良好的耐化学性，因此在溶剂中保持 固态。
[0011]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0012]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10
‑
20μm。
[0013]
其中，所述抗静电剂为导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。优选 地，所述抗静电剂为导电炭黑，成本较低。
[0014]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比3
‑
5:1的比例组成。s
‑
2001 和1125ac均为低温增韧剂，可以较好地改善pc组合物在低温下的抗冲击强度。
[0015]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah，有利于提高pc与聚酮/pa共混体的界面结 合能，同时，由于活性基团mah的存在，使得玻纤与pc树脂更好的相容性，从 而可以起到减少浮纤。
[0016]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:1
‑
3的比例组 成。
[0017]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0018]
如上所述的一种高刚性高模量抗静电pc组合物的制备方法：将pc、聚酮/pa 共混体、抗静电剂、增韧剂、相容剂、抗氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺 杆挤出机的主喂料口，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造 粒后，即得到所述高刚性高模量抗静电pc组合物。
[0019]
本发明的有益效果在于：
[0020]
1、本发明是以聚碳酸酯为连续相，加入聚酮、pa66、玻璃纤维和抗静电 剂等作为分散相的共混改性体系，具有高强度高模量抗静电耐化学性等性能；
[0021]
2、本发明通过溶剂溶解沉淀再生的方法，析出的小颗粒的pa66附着在大 颗粒的聚酮表面，形成核壳结构的共混体，pa66作为刚性体可以引发应力集 中，更有效率地将冲击能传递到内核的聚酮上，聚酮/pa共混体与pc之间通 过产生银纹、空穴等缺陷而消耗冲击能，从而显著提升pc组合物的缺口抗冲 击强度，同时pa66与聚酮也具有一定的相容性，二者组成聚酮/pa共混体更 不容易出现相分离，相当于减少聚碳酸酯组合物的相分离程度，从而更好地提 高pc组合物的各项性能；
[0022]
3、本发明泡冰醋酸10分钟都不开裂，而通常用于智能手机中框的pc gf 材料常规测试泡冰醋酸的时间仅为5分钟。
具体实施方式
[0023]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说 明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0024]
实施例1
[0025]
一种高刚性高模量抗静电pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0026][0027]
所述聚酮/pa共混体的制备方法如下：取12.5重量份的聚酮、12.5重量份 的pa66以及175重量份的溶剂加入反应釜中，在高压惰性气体的氛围下升温至 165℃，保温2h，然后在搅拌条件下以2℃/min的降温速率降温至室温，最后 进行固液分离、干燥、过筛，即得到所述聚酮/pa共混体。
[0028]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比85:15的比例组成。
[0029]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0030]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为14μm，型号为 edr14
‑
2000
‑
988a。
[0031]
其中，所述抗静电剂为导电炭黑。
[0032]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比4:1的比例组成。
[0033]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah。
[0034]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:2的比例组成。
[0035]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0036]
如上所述的一种高刚性高模量抗静电pc组合物的制备方法：将pc、聚酮/pa 共混体、抗静电剂、增韧剂、相容剂、抗氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺 杆挤出机的主喂料口，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造 粒后，即得到所述高刚性高模量抗静电pc组合物。
[0037]
实施例2
[0038]
一种高刚性高模量抗静电pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0039][0040]
所述聚酮/pa共混体的制备方法如下：取15重量份的聚酮、15重量份的pa66 以及200重量份的溶剂加入反应釜中，在高压惰性气体的氛围下升温至170℃， 保温1h，然后在搅拌条件下以3℃/min的降温速率降温至室温，最后进行固液 分离、干燥、过筛，即得到所述聚酮/pa共混体。
[0041]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比90:10的比例组成。
[0042]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0043]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为20μm。
[0044]
其中，所述抗静电剂为碳纳米管。
[0045]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比5:1的比例组成。
[0046]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah。
[0047]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:3的比例组成。
[0048]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0049]
如上所述的一种高刚性高模量抗静电pc组合物的制备方法：将pc、聚酮/pa 共混体、抗静电剂、增韧剂、相容剂、抗氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺 杆挤出机的主喂料口，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造 粒后，即得到所述高刚性高模量抗静电pc组合物。
[0050]
实施例3
[0051]
一种高刚性高模量抗静电pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0052][0053]
所述聚酮/pa共混体的制备方法如下：取10重量份的聚酮、10重量份的pa66 以及150重量份的溶剂加入反应釜中，在高压惰性气体的氛围下升温至160℃， 保温3h，然后在搅拌条件下以1℃/min的降温速率降温至室温，最后进行固液 分离、干燥、过筛，即得到所述聚酮/pa共混体。
[0054]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比80:20的比例组成。
[0055]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0056]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为10μm。
[0057]
其中，所述抗静电剂为石墨烯。
[0058]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比3:1的比例组成。
[0059]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah。
[0060]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:1的比例组成。
[0061]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0062]
如上所述的一种高刚性高模量抗静电pc组合物的制备方法：将pc、聚酮/pa 共混体、抗静电剂、增韧剂、相容剂、抗氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺 杆挤出机的主喂料口，玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造 粒后，即得到所述高刚性高模量抗静电pc组合物。
[0063]
对比例1
[0064]
一种pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0065][0066]
所述再生pa66的制备方法如下：取12.5重量份的pa66以及150重量份的溶 剂加入反应釜中，在高压惰性气体的氛围下升温至165℃，保温2h，然后在搅 拌条件下以2℃/min的降温速率降温至室温，最后进行固液分离、干燥、过筛， 即得到所述再生pa66。
[0067]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比85:15的比例组成。
[0068]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0069]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为14μm，型号为 edr14
‑
2000
‑
988a。
[0070]
其中，所述抗静电剂为导电炭黑。
[0071]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比4:1的比例组成。
[0072]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah。
[0073]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:2的比例组成。
[0074]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0075]
如上所述的一种pc组合物的制备方法：将聚酮和再生pa66在足量的水中进 行搅拌分散，然后过滤洗涤干燥后，再与pc、抗静电剂、增韧剂、相容剂、抗 氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺杆挤出机的主喂料口，玻璃纤维从双螺杆 挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造粒后，即得到所述pc组合物。
[0076]
对比例2
[0077]
一种pc组合物，包括如下重量份的原料：
[0078][0079]
其中，所述溶剂由乙醇和正丁醇按重量比85:15的比例组成。
[0080]
其中，所述聚酮为pok m330a。
[0081]
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为14μm，型号为 edr14
‑
2000
‑
988a。
[0082]
其中，所述抗静电剂为导电炭黑。
[0083]
其中，所述增韧剂由s
‑
2001和1125ac按重量比4:1的比例组成。
[0084]
其中，所述相容剂为poe
‑
g
‑
mah。
[0085]
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比1:2的比例组成。
[0086]
其中，所述润滑剂为耐高温光亮润滑剂pets。
[0087]
如上所述的一种pc组合物的制备方法：将pc、聚酮、抗静电剂、增韧剂、 相容剂、抗氧化剂和润滑剂进行混合后投入双螺杆挤出机的主喂料口，玻璃纤 维从双螺杆挤出机的侧喂料口投入，熔融挤出造粒后，即得到所述pc组合物。
[0088]
对实施例1和对比例1
‑
2的pc组合物进行力学性能测试，测试项目和标 准如下：
[0089]
拉伸强度：gb/t1040.2
‑
2006
[0090]
弯曲强度及弯曲模量：gb/t9341
‑
2008
[0091]
简支梁缺口冲击强度：gb/t1043.1
‑
2008
[0092][0093]
对比例2中，通过聚酮和玻璃纤维对聚碳酸酯进行改性，可以具有较好的 拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度，而对比例1中，加入了pa66 进行改性，并减少聚酮的用量，pa66本身在韧性上并不如聚酮，而虽然具有 较好的拉伸强度，但是引入更多的分
散相造成的相分离会造成力学性能的降 低，尤其降低刚性性能，因此整体的力学性能并不如直接采用聚酮进行改性， 而本发明的实施例1通过溶剂沉淀再生，对pa66和聚酮的分散态进行改善，减 少相分离程度，强化聚酮的增韧效果，从而具有最好的力学性能。
[0094]
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式 实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范 围之内。