一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。所述聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分：聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物2~20份；助剂0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比为100:0.5~20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合反应得到。所述聚碳酸酯复合材料具有超低温韧性，在40℃的低温下的冲击强度达20KJ/m2以上，部分产品可达40KJ/m2以上，同时聚碳酸酯复合材料的流动性也得到改善，其适用于手机、平板电脑等对低温韧性要求高的薄壁电子电器外壳。
【专利说明】一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子领域，特别涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。【背景技术】
[0002]聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)有着优异的综合性能,如冲击强度高,透光率好,尺寸稳定性好，易着色，耐老化性好，且具有优良的电绝缘性等，故广泛用于电子、电器、建筑、机械、包装和交通运输等领域。随着电子产品的发展，人们对塑料制件的要求越来越高，如手机和平板电脑等外壳制件不仅需要很薄，耐汗液、化妆品等性能好，而且需要高低温循环(40°C ^120°C )韧性保持良好。而PC存在流动性差、成型的制品内应力大、不耐溶剂及缺口敏感等缺点，未能满足手机和平板电脑等外壳制件的要求。研究发现，PC/聚烯烃合金可以一定程度地实现提高PC的低温韧性、降低PC的熔体粘度、降低制件的内应力还可以降低材料的成本。但是，由于PC与聚烯烃的相容性很差，现有的PC/聚烯烃合金的性能，特别是低温韧性，未能满足实际应用的需要。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种聚碳酸酯复合材料，该聚碳酸酯复合材料利用氨基酸对乙烯共聚物进行改性，其在40°C的低温下的冲击强度达20KJ/m2以上，部分产品可达40KJ/m2以上，聚碳酸酯复合材料的流动性也得到改善。
[0004]本发明的另一目的在于提供所述聚碳酸酯复合材料的制备方法。
[0005]本发明的另一目的在于提供所述聚碳酸酯复合材料的应用。
[0006]本发明上述目的通过如下技术方案予以实现:
[0007]—种聚碳酸酯复合材料，所述聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分:
[0008]聚碳酸酯100份；
[0009]氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；
[0010]助剂0.1~5份；
[0011]所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比为100:0.5^20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合，发生接枝反应得到；
[0012]所述活性基团为与氨基酸的氨基发生化学反应的酸酐基、环氧基或羧基；
[0013]所述氨基酸的分子量为大于等于131。
[0014]一种聚碳酸酯复合材料，所述聚碳酸酯复合材料由如下按重量份数计算的组分组成:
[0015]聚碳酸酯100份；
[0016]氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；
[0017]助剂0.1~5份；
[0018]所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比为100:0.5^20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合，发生接枝反应得到；
[0019]所述活性基团为与氨基酸的氨基发生化学反应的酸酐基、环氧基或羧基；
[0020]所述氨基酸的分子量为大于等于131。
[0021]其中，在上述的配方范围中，氨基酸改性乙烯共聚物的重量份可以选为2飞份、5~8份、8~10份、10~15份、15~20份。
[0022]其中，在上述的配方范围中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以由重量比为100:5-10,100:10-15、100:15-20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合反应得到。
[0023]发明人发现当采用分子量在131以上的氨基酸对乙烯共聚物进行改性时，对低温韧性改善的效果比较好，同时该氨基酸的热稳定性和反应活性都比较好。
[0024]作为一种可选方案，所述氨基酸的分子量可选为131~1000。
[0025]其中，氨基酸的结构式可表达为HOOC-R-NH2, R代表含有至少5个碳原子的烷基或
烧烯基团。
[0026]本发明所述的聚碳酸酯树脂可以通过多个商业来源获取。其中，所述聚碳酸酯可选为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
[0027]其中，所述聚碳酸酯可选为重均分子量在19000-40000，熔融指数在300°C，1.2kg的测试条件下为I~50g/10min的聚碳酸酯。
[0028]其中，所述聚碳酸酯可选为重均分子量在19000-26000，熔融指数在300°C，1.2kg的测试条件下为3~20g/10min的聚碳酸酯。
[0029]其中，所述带活性基团的乙烯共聚物的乙烯共聚物母体选自乙烯丙烯环戊二烯共聚物EPDM、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物POE中的任意一种或几种复配。
[0030]其中，所述的乙烯共聚物母体的密度为0.85(Tl.0OOg/cm3，熔体质量流动速率为
0.2~10g/10min(190°C /2.16kg)。
[0031]其中，所述带活性基团的乙烯共聚物可以为MAH-g-POE、MAH-g-EPDM、环氧接枝的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过如下方法制备得到:
[0033]将带活性基团的乙烯共聚物和氨基酸按照比例在高混机中混合均匀，混合机的转速为450-600转/分钟，随即加入到双螺杆挤出机中，在14(T250°C的温度下进行熔融混合反应，然后造粒、冷却、干燥得到所述氨基酸改性乙烯共聚物。
[0034]本发明优选带活性基团的乙烯共聚物和氨基酸按照100:0.5-20的重量比的范围进行接枝，主要是因为氨基酸的含量太低，反应接枝反应低，对改善PC的低温韧性不明显；而氨基酸的含量太高，残留的单体较多，对PC的性能有不利的影响。
[0035]其中，所述带活性基团的乙烯共聚物和氨基酸混合物在双螺杆挤出机中的停留时间为2~20min。
[0036]所述助剂可以是热稳定剂、光稳定剂、脱模剂、颜料、染料或其组合。
[0037]所述的热稳定剂可以提高材料在加工和使用过程中的耐热老化性能，通常可选自酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类的复合物中的一种或几种复配。
[0038]所述的光稳定剂可以提高材料在使用过程中的耐光老化性能，可为受阻胺类、苯并三唑类、苯并噁嗪酮类复合物中的一种或几种复配。[0039]所述的脱模剂为低分子酯类硬脂酸、金属皂(Cast、Znst)、硬脂酸复合酯或酰胺类(芥酸酰胺)中的一种或几种复配。
[0040]本发明可根据不同的电子电器外壳的结构、技术要求等对上述添加剂进行单独使用，或者复合使用。
[0041]作为一种优选方案，所述助剂优选包含抗氧剂(即热稳定剂或光稳定剂)和/或脱模剂。
[0042]所述具有超低温韧性的聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0043]将聚碳酸酯树脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助剂在高混机中混合均匀，混合机的转速为450-600转/分钟，随即加入到双螺杆挤出机中，在24(T260°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥。
[0044]所述具有超低温韧性的聚碳酸酯复合材料在制备薄壁电子电器外壳中的应用。
[0045]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0046]本发明所述的具有超低温韧性的聚碳酸酯复合材料在40°C的低温下的冲击强度达20KJ/m2以上，部分产品可达40KJ/m2以上，聚碳酸酯复合材料的流动性也得到改善，其适用于手机、平板电脑等对低温韧性要求高的薄壁电子电器外壳。
【具体实施方式】
[0047]下面结合一些【具体实施方式】对本发明聚酰胺、制备方法及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
[0048]本发明的实施例采用以下原料:
[0049]聚碳酸酯-1，日本出光化学，重均分子量26000，熔融指数约为3g/10min (300°C,1.2kg)，牌号 A2600 ；
[0050]聚碳酸酯-2，日本出光化学，重均分子量22000，熔融指数约为10g/10min(300°C，1.2kg)，牌号 FN 2200 ；
[0051]聚碳酸酯-3，日本出光化学，重均分子量19000，熔融指数约为22g/10min(300°C，1.2kg)，牌号 FN 1900 ；
[0052]N493, MAH-g-POE，美国杜邦公司，熔融指数约为 2.5g/10min (190°C, 2.16kg)；
[0053]7003A, MAH-g-EPDM, Polyram 公司，熔融指数约为 2g/10min (190°C，2.16kg)；
[0054]MB-03，环氧接枝的Ρ0Ε，金发科技股份有限公司，熔融指数约为4g/10min (190°C，2.16kg)；
[0055]AX-01，端羧基的乙烯一丁烯共聚物，金发科技股份有限公司，熔融指数约为10g/10min (190°C, 2.16kg)；
[0056]氨基酸-1，6-氨基己酸，国药集团化学试剂有限公司，分子量131,熔点180°C ；
[0057]氨基酸-2，12-氨基癸酸，国药集团化学试剂有限公司，分子量271，熔点210°C ;
[0058]氨基酸-3，高分子的氨基酸，Aldrich公司，分子量约为820，熔点230°C。
[0059]氨基酸-4,丙氨酸,安徽华恒生物工程有限公司，分子量89,熔点200°C。
[0060]脱模剂OP腊，克莱恩公司；
[0061]抗氧剂，季戊四醇双硬脂酰双磷磷酸酯，GE塑料精细化学品，Weston 619F ；
[0062]材料性能测试方法:[0063](I)拉伸强度:按IS0527测试；速度为50mm/min ；
[0064](2)悬臂梁缺口冲击强度:按IS0180测试，A型缺口 ；
[0065](3)悬臂梁缺口冲击强度(_40°C):按照IS0180测试，A型缺口，测试环境温度-40。。；
[0066](4)弯曲模量:按IS0178测试，速度为2mm/min ；
[0067](5)熔体流动速率(MFR):按IS01133测试，条件为300。。，1.2Kg ；
[0068]以下以具体实施例的方式加以说明，所述原料均为重量份。
[0069]在本发明中助剂对产品的性能影响不大，对于其它常见的助剂不一一举例。
[0070]实施例1~10氨基酸改性乙烯共聚物的制备
[0071]将氨基酸与带活性基团的乙烯共聚物按照表I中的组成比例加入双螺杆挤出机中(螺杆直径为32mm，长径比L/D=36)。其中双螺杆挤出机各螺筒温度(由加料口到机头)分别是:180°C、210°C、220°C、220°C、220°C、210°C，螺杆转速为 250 转 / 分钟，喂料量 50kg/h0
[0072]表I氨基酸改性乙烯共聚物的制备(表中组份含量为重量份)
[0073]
【权利要求】
1.一种聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯复合材料包括如下按重量份数计算的组分:聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；助剂 0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比为100:0.5-20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合，发生接枝反应得到；所述活性基团为与氨基酸的氨基发生化学反应的酸酐基、环氧基或羧基；所述氨基酸的分子量为大于等于131。
2.一种聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯复合材料由如下按重量份数计算的组分组成:聚碳酸酯100份；氨基酸改性乙烯共聚物 2~20份；助剂0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比为100:0.5-20的带活性基团的乙烯共聚物与氨基酸经过熔融混合，发生接枝反应得到；所述活性基团为与氨基酸的氨基发生化学反应的酸酐基、环氧基或羧基；所述氨基酸的分子量为大于等于131。
3.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述氨基酸的分子量为131~1000。
4.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯。
5.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述聚碳酸酯的重均分子量为19000-40000，熔融指数在300 °C，1.2kg的测试条件下为I~50g/10mino
6.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述带活性基团的乙烯共聚物其乙烯共聚物母体选自乙烯丙烯环戊二烯共聚物EPDM、乙烯一丁烯共聚物、乙烯一辛烯共聚物POE中的任意一种或几种。
7.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述带活性基团的乙烯共聚物为马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，马来酸酐接枝的乙烯丙烯环戊二烯共聚物、环氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
8.如权利要求1或2中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料，其特征在于:所述助剂包含抗氧剂和/或脱模剂。
9.权利要求1~8中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:将聚碳酸酯树脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助剂在高混机中混合均匀，混合机的转速为450-600转/分钟，随即加入到双螺杆挤出机中，在24(T260°C的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥。
10.权利要求1~8中任意一项权利要求所述聚碳酸酯复合材料在制备薄壁电子电器外壳中的应 用。
【文档编号】C08L69/00GK103450650SQ201210364637
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2012年9月26日
【发明者】刘晓亮, 孙东海, 陈大华, 刘贤文, 佟伟, 何继辉 申请人:金发科技股份有限公司, 上海金发科技发展有限公司