一种聚合物合金材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种聚合物合金材料及其制备方法和用途。以重量份计所述聚合物合金材料包括聚碳酸酯50～90份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～50份、改性矿物填料1～8份和酯交换抑制剂0.5～1份；所述改性矿物填料采用的改性剂包括含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐的组合。所述聚合物合金材料中改性矿物填料通过采用偶联剂、聚芳酯和稀土盐对矿物填料进行协同改性，能够增强矿物与填料的相互作用，提高矿物填料在聚合物中的分散性，并且能够吸收紫外线；通过改性矿物填料与酯交换抑制剂的协同作用，使得所述聚合物合金材料具有优异的力学性能、耐候性和耐刮擦性，且表面光泽度高。且表面光泽度高。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物合金材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种聚合物合金材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯基的芳香族高分子聚合物，机械强度高、耐冲击韧性好、尺寸稳定、耐热性好、透光率好，电绝缘性好，是性能优异的工程塑料，被广泛应用于机械、汽车、电器等行业。但是PC熔体粘度高，不易加工，内应力大使成品易发生应力开裂，不耐化学试剂，尤其是在碱性以及有机溶剂中易溶胀、开裂和降解。
[0003]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种高性能聚酯类材料，分子链中含有的刚性组分和柔性组分赋予其优异的性能。刚性苯环使得PET材料在宏观上具有优异的机械性能和耐热性；柔性的亚甲基使得PET材料具有优异的韧性、加工性、结晶性，耐溶剂性且价格便宜，但是其单独使用时耐热性能差，且抗冲击强度低。
[0004]综合PC和PET的优缺点，通过熔融挤出制备PC/PET合金，可以有效提高PC的加工流动性以及耐化学药品性，同时也可以解决PET单独使用时冲击强度差的问题。但应用于汽车内外饰、通讯器材等领域时，往往需要进行二次加工以此来满足人们对产品耐磨、耐候、美观等方面的要求，但二次加工会带来生产成本的提高、环境污染等问题。
[0005]现有技术中提高PC/PET合金耐刮擦性通常方法是添加无机矿物、金属氧化物和高硬度树脂等。例如CN101974214A公开了一种矿物增强PC+PET复合材料及其制备方法，所述复合材料包括聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、增容剂、矿物纤维、抗氧剂和加工助剂。所述复合材料通过矿物纤维对PC/PET改性，提高复合材料的刚性和强度。但是矿物纤维容易在PC/PET树脂中分散不均匀，导致材料外观差、着色不均，使材料在应用领域方面有局限性。
[0006]CN104672871A公开了一种耐磨抗划伤PC/PET改性合金及其制备方法。所述PC/PET改性合金包括PC树脂、PET树脂、增韧剂、耐刮擦剂、抗划伤改性剂、相容剂、抗氧剂和润滑剂。上述内容通过在PC/PET基体中添加耐刮擦剂和抗划伤改性剂来提高PC/PET改性合金的刮擦性。但是，外加耐刮擦剂及抗划伤改性剂增加成本，且性能不稳定，改善程度小。
[0007]CN107573666A公开了一种耐候PC/PET合金，包括PC树脂、PET树脂、相容剂、增韧剂、磷酸酯类阻燃剂、抗氧剂和其他助剂；所述合金通过在PC/PET树脂基体中添加含有痕量三苯基氧化膦的磷酸酯类阻燃剂和3.0～100ppm的磷酸根离子，从而降低酯交换反应引起的降解问题。但所述合金的耐刮擦性能差。
[0008]因此，开发一种机械性能优异、耐候性好、耐刮擦性能好的聚合物合金材料，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚合物合金材料及其制备
方法和用途。所述聚合物合金材料通过添加改性矿物填料和酯交换抑制剂，使得所述聚合物合金材料具有优异的力学性能、耐侯性和耐刮擦性，且所述聚合物合金材料的表面光泽度好。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种聚合物合金材料，以重量份计所述聚合物合金材料包括聚碳酸酯50～90份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～50份、改性矿物填料1～8份和酯交换抑制剂0.5～1份；所述改性矿物填料采用的改性剂包括含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐的组合。
[0012]本专利技术中，通过采用含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐对矿物填料进行改性，提高矿物填料在聚合物中的分散性，增强矿物填料与聚合物的相互作用，使得所述聚合物合金材料韧性好、强度高，并且具有优异的耐刮擦性；通过改性矿物填料与酯交换抑制剂的协同作用，抑制了PC和PET酯交换反应引起的降解，并且通过聚芳酯对矿物填料进行改性，能够吸收紫外线，抑制了紫外线对PC和PET的光降解，协同提高了PC/PET合金的耐候性。
[0013]优选地，以重量份计所述聚合物合金材料包括聚碳酸酯50～90份，例如可以为55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、88份等。
[0014]优选地，以重量份计所述聚合物合金材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯10～50份，例如可以为12份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份等。
[0015]优选地，以重量份计所述聚合物合金材料包括改性矿物填料1～8份，例如可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份等。
[0016]优选地，以重量份计所述聚合物合金材料包括酯交换抑制剂0.5～1份，例如可以为0.6份、0.7份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份等。
[0017]优选地，所述聚碳酸酯的数均分子量为10000～30000，例如可以为12000、15000、18000、20000、22000、25000、28000等。
[0018]优选地，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的数均分子量为10000～30000，例如可以为12000、15000、18000、20000、22000、25000、28000等。
[0019]优选地，所述改性矿物填料包括改性纳米矿物填料。
[0020]优选地，所述改性纳米矿物填料包括改性纳米二氧化硅。
[0021]优选地，所述改性纳米二氧化硅的粒径为30～80nm，例如可以为35、40、45、50、55、60、65、70、75等。
[0022]优选地，所述含氨基偶联剂包括含氨基硅烷偶联剂。
[0023]优选地，所述含氨基硅烷偶联剂包括3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷。
[0024]优选地，所述聚芳酯的数均分子量为8000～12000，例如可以为8200、8500、8800、10000、11000等。
[0025]优选地，所述稀土盐包括稀土醋酸盐。
[0026]优选地，所述稀土醋酸盐包括醋酸铥、醋酸镝或醋酸铽中的任意一种或至少两种的组合。
[0027]优选地，所述改性剂中含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐的质量比为1:(10～20):(0.5～0.8)，例如可以为1:10:0.5、1:10:0.8、1:15:0.6、1:15:0.8、1:20:0.8、1:18:0.5、1:20:0.5、1:20:0.6等。
[0028]优选地，所述改性矿物填料采用如下方法进行制备，所述方法包括：
[0029](1)将纳米矿物填料与含氨基偶联剂进行反应，得到纳米矿物填料A；
[0030](2)将步骤(1)得到的纳米矿物填料A与聚芳酯进行反应，得到纳米矿物填料B；
[0031](3)将步骤(2)得到的纳米矿物填料B与含氨基偶联剂进行反应，得到纳米矿物填料C；
[0032](4)将步骤(3)得到的纳米矿物填料C与稀土盐混合，得到所述改性矿物填料。
[0033]本专利技术中，通过含氨基硅烷偶联剂与纳米矿物填料进行反应，得到表面含有氨基的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物合金材料，其特征在于，以重量份计所述聚合物合金材料包括聚碳酸酯50～90份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～50份、改性矿物填料1～8份和酯交换抑制剂0.5～1份；所述改性矿物填料采用的改性剂包括含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐的组合。2.根据权利要求1所述的聚合物合金材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的数均分子量为10000～30000；优选地，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的数均分子量为10000～30000。3.根据权利要求1或2所述的聚合物合金材料，其特征在于，所述改性矿物填料包括改性纳米矿物填料；优选地，所述改性纳米矿物填料包括改性纳米二氧化硅；优选地，所述改性纳米二氧化硅的粒径为30～80nm；优选地，所述含氨基偶联剂包括含氨基硅烷偶联剂；优选地，所述含氨基硅烷偶联剂包括3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷；优选地，所述聚芳酯的数均分子量为8000～12000；优选地，所述稀土盐包括稀土醋酸盐；优选地，所述稀土醋酸盐包括醋酸铥、醋酸镝或醋酸铽中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述改性剂中含氨基偶联剂、聚芳酯和稀土盐的质量比为1:(10～20):(0.5～0.8)。4.根据权利要求1～3任一项所述的聚合物合金材料，其特征在于，所述改性矿物填料采用如下方法进行制备，所述方法包括：(1)将纳米矿物填料与含氨基偶联剂进行反应，得到纳米矿物填料A；(2)将步骤(1)得到的纳米矿物填料A与聚芳酯进行反应，得到纳米矿物填料B；(3)将步骤(2)得到的纳米矿物填料B与含氨基偶联剂进行反应，得到纳米矿物填料C；(4)将步骤(3)得到的纳米矿物填料C与稀土盐混合，得到所述改性矿物填料；优选地，步骤(1)所述反应的溶剂包括水；优选地，步骤(1)所述反应的时间为9～11h；优选地，步骤(2)所述反应的溶剂包括四氯化碳；优选地，步骤(2)所述反应的温度为50～70℃；优选地，步骤(2)所述反应的时间为6～10h；优选地，步骤(3)所述反应的溶剂包括甲苯；优选地，步骤(3)所述反应的时间为9～11h；优选地，步骤(4)所述混合的时间为36～40h。5.根据权利要求1～4任一项所述的聚合物合金材料，其特征在于，所述酯交换抑制剂包括磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、磷酸二氢二钠、磷酸二氢钠、焦磷酸二氢二钠、硫酸锌、正硅酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以重量份计所述聚合物合金材料还包括1～8份相容剂；优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝的聚合物和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚合物；
优选地，所述相容剂包括马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝苯氢化乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯酸橡胶
‑
苯乙烯
‑
丙烯腈共聚物、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝超高分子量聚乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯、马来酸酐接枝聚苯乙烯
‑
丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯
‑
辛烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1～5任一项所述的聚合物合金材料，其特征在于，以重量份计所述聚合物合金材料还包括0.1～0.2份抗氧化剂；优选地，所述抗氧化剂包括四[(β
‑
3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；优选地，以重量份计所述聚合物合金材料还包括0.1～0.2份紫外吸收剂；优选地，所述紫外吸收剂包括2,4
‑
二羟基二苯甲酮、2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春艳，何晓利，
申请(专利权)人：上海中镭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：