[發明專利]一種高透明高韌性聚碳酸酯再生料復合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201010199241.5
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101851410A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 汪曉東;孫雙月;武德珍
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L25/06;C08L35/06;B29C47/92
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及塑料回收料的增韌改性技術及制備領域，具體涉及一種以聚碳酸酯回收料為基體，并具有高抗沖擊性能、良好光學透明性的聚碳酸酯再生料復合物及其制備方法。本發明所制備的聚碳酸酯再生料復合物可以應用于電子/電氣、汽車、建筑材料等領域，用于制造數碼相機、筆記本電腦、手機等的殼體，也可以作為透明材料使用，用于制作汽車照明燈和車窗，中空陽光板等。

背景技術

聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)樹脂是一種綜合性能優良的熱塑性工程塑料，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產品，其可見光透光率可達88％以上。由于具有突出的抗沖擊性能、良好的耐蠕變和尺寸穩定性、耐熱、吸熱率低、無毒、介電性能優良等優點，使其廣泛應用于汽車工業、電子/電氣、光盤、建筑、包裝等諸多領域。

隨著我國國民經濟的不斷發展，電子/電氣工業、汽車工業已成為我國國民經濟的支柱產業，而城市建設和西部大開發等基礎項目的建設對新型建筑材料也產生較大需求，我國已成為全球聚碳酸酯需求增長最快的國家。目前，我國對聚碳酸酯的消費量在110萬噸左右/年，專家預測，未來幾年我國聚碳酸酯的需求年均增長率將保持在15％～20％之間，而國內的產能不足5000噸/年，可見國內聚碳酸酯產量嚴重不足，因此，聚碳酸酯的需求絕大部分只能依賴進口，所以對廢棄聚碳酸酯的回收再利用，對我國國民經濟的發展具有重大的現實意義。并且伴隨著聚碳酸酯大量使用而來的是大量廢棄聚碳酸酯制品以及廢邊角料的產生，雖然這些廢聚碳酸酯材料本身毒性不大，但很難在自然條件下降解，隨其量的日益增多會對環境造成嚴重污染，所以對聚碳酸酯的回收再利用是十分必要的，既可減少對環境的污染，又可節約資源，從而有助于社會經濟可持續發展。

然而，由于聚碳酸酯制品在注塑成型及使用過程中受光、熱和氧的老化作用而發生降解，導致聚碳酸酯的分子鏈發生斷裂而使分子量減小，特性粘度降低，最終導致聚碳酸酯回收料的機械性能尤其是沖擊性能較差，不能滿足產品要求，因此，需要對聚碳酸酯回收料進行改性，以滿足再次使用的要求。美國專利US?6355739B1采用具有兩個或更多反應性官能團的偶聯劑通過原位偶合反應來提高聚碳酸酯回收料的分子量和機械強度，或者將抗沖擊性能較好的熱塑性樹脂(如ABS、MBS、PBT、SEBS等)、工程塑料級聚碳酸酯新料與聚碳酸酯回收料共混來提高其機械強度，制備了高性價比的聚碳酸酯再生料復合物。另一篇美國專利US?6034142報道，將聚碳酸酯廢料溶于溶劑中后除去不溶固體殘余物，然后通過添加非溶劑從非晶形聚碳酸酯溶液中沉淀出固體提純的聚碳酸酯，通過這種方法得到的提純聚碳酸酯的特性粘度在0.35～0.45dl/g之間。將提純的聚碳酸酯進行固體聚合，可以得到具有更高特性粘度的產品。歐洲專利EP0531008A1公開了一種聚碳酸酯和聚酯再生料復合物及其制備方法。該復合物是將聚碳酸酯回收料、聚酯回收料、沖擊改性劑回收料以及環氧官能團化烯烴共聚物在220～320℃下通過熔融共混所制備，具有優良的力學性能。

然而，通過上述專利介紹的聚碳酸酯回收料改性方法制得的再生料的光學透明性大幅下降或不透明。一般來講，如果兩種(或幾種)透明聚合物能以分子級互容，則它們的共混物也是透明的，反之，如果不相容，則其共混物是不透明的。但是當它們的折射指數極為相近時(一般臨界差值不大于0.01)，不相容共混物也顯示出透明性。造成透明性下降的主要原因是由于光通量的損失，入射光通量損失包括聚合物界面上的反射、聚合物的吸收及聚合物內的散射與背散射等。在可見光范圍內，絕大部分聚合物不發生分子、原子以及電子的能級躍遷的能量吸收，因而這部分光通量的損失可以忽略不計。光通量損失最多的原因是存在瑞利散射，體系中兩相間折射指數的差異會產生光通量的損失，這種散射用光線吸收系數α表示：

α＝2π³(Δn/n₁)²(V²v_s/λ⁴)

式中，n₁為媒質折射指數；n₂為散射體折射指數；Δn為媒質折射指數與散射體折射指數之差(n₁-n₂)；V為散射體體積；v_s為散射體與媒質的體積比；λ為波長。在兩種折射指數極為接近的聚合物共混體系中，Δn非常小，而作為散射體的相即使尺寸很大，α也將很小，所以該體系中光通量的損失很小，表現出透明性。因此，具有相近折射指數的兩種或幾種聚合物的共混物，即使不相容也表現出透明性。