[發明專利]一種高透明耐磨耐刮擦PC材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210003374.X
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102585475A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王晶;王凱;張天榮;李杰;王健
• 申請（專利權）人: 聚威工程塑料(上海)有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08K5/5415;C08K5/5435;C08K5/20;B29C47/92
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技術領域

本發明涉及高分子熱塑性材料改性領域，具體涉及一種高透明耐磨耐刮擦PC材料的改性配方及其制備方法。

背景技術

PC即聚碳酸酯，是五大工程塑料中唯一透明材料。它擁有耐熱，耐電等綜合性能。同時，還具有抗沖擊，尺寸穩定，阻燃等特點，廣泛應用于玻璃裝配業、汽車工業、電子電器等領域，特別是汽車工業中，PC車窗具有優良的抗沖擊性能(比普通無機玻璃高250倍，比標準聚甲基丙烯酸甲酯玻璃板材高30多倍)，質量輕，透光度、隔音性、隔熱性好；PC前車燈造型美觀、形狀多變，其加工難度也比原來的傳統玻璃制造大大降低。但是PC材料卻存在硬度低，耐磨、耐刮擦性能差等缺點。由于普通PC材料已難以滿足行業需求，研發者們可根據實際需要對PC進行改性，使其適應不同的需求，許多研究采用的方法是制備一種透明耐磨的涂層，涂覆到聚碳酸酯基材上，例如巴斯夫涂料有限公司申請的專利：具有高透明度的耐刮涂覆的聚碳酸酯，其制備方法及其用途，申請公布號：CN102216401A，但是該方法工藝復雜；有研究者通過在在PC材料中添加PMMA或SAN等來提高PC材料的耐磨耐刮擦性能，其缺點在于PMMA等物質的大量添加影響了PC材料的透明性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高透明耐磨耐刮擦PC材料，通過在PC樹脂中添加耐磨耐刮擦劑及潤滑劑、抗氧劑等物質對PC進行改性，在提高PC材料的耐磨以及耐刮擦性能的同時，不影響PC材料的透明性及物理機械性能，進一步擴大PC材料的應用領域。

為實現到上述目的，本發明提供的一種高透明耐磨耐刮擦PC材料，由按重量份計算的以下物質組成：(1)PC樹脂90-98份；(2)耐刮擦劑1-5份；(3)潤滑劑0.5-3份；(4)抗氧劑0.5-2份。

所述PC樹脂為為高透明高流動性PC基礎樹脂，其熔融指數為20～30g/10min；

所述耐刮擦劑為帶有活性基團的硅氧烷，其活性基團為羥基、環氧基、羧基等有機基團中的一種或幾種，耐刮擦劑的加入可以很好的降低表面摩擦系數及提高產品的硬度，提高產品的耐刮擦性能；

所述潤滑劑為乙撐雙油酸酰胺潤滑劑EBO和乙撐雙硬脂酰胺類EBS混合物，EBO和EBS的混合重量比為1∶1～5∶1，其中EBO的熔點為115-125℃，EBS熔點為141-146℃；

所述抗氧劑為抗氧劑2921，它是抗氧劑168、抗氧劑1076和內酯穩定劑協效混合物，是一種有加工穩定和長期熱穩定性能的穩定劑體系。

新型耐刮擦PC制備方法如下：

(1)準備主料和輔料：按配方含量精確稱量PC基礎樹脂、耐刮擦劑、潤滑劑、抗氧劑等主料及輔料。其中如有易吸潮物質，注意先干燥后再實驗；

(2)主輔料的混合：將精確稱量的PC主料、耐刮擦劑、潤滑劑、抗氧劑倒入高速混合機中進行攪拌3-5分鐘，使各組分充分分散均勻；

(3)熔融擠出：將混合好的物料加入帶9段溫控區的雙螺桿擠出機，控制擠出機螺桿轉速為230-320r/min，喂料轉速控制在15-25r/min。其中9段溫控區的溫度分別為1區150-170℃，2區220-240℃，3至5區270-290℃，6至9區290-310℃，機頭溫度為310-320℃；

(4)造粒及后處理：對雙螺桿擠出機擠出的物料進行冷卻、風干、切粒、過篩、包裝等后處理過程。

本發明的關鍵技術及原理如下：

1.采用高流動性透明PC作為主料進行改性。PC材料的缺點在于成型加工困難，與改性劑相容性不佳，采用高流動性PC有助于提高耐磨耐刮擦PC的成型加工。另一方面，高流動PC的流動性好，在雙螺桿擠出機中與耐刮擦劑、潤滑劑能夠實現更好的相容，制備產品不僅耐磨耐刮擦性好，而且機械性能也非常好。

2.本發明采用高效的帶活性基團的耐磨耐刮擦劑對PC樹脂進行改性。常規硅氧烷耐磨耐刮擦劑在高混機中和雙螺桿擠出機中與樹脂基體僅僅是簡單的物理混合，由于其與塑料的表面張力差距過大及無極性等缺點，硅氧烷的耐磨性得不到充分的體現，而改性的帶活性基團的耐磨耐刮擦劑在塑料的擠出過程中，在高溫的作用下將與塑料表面的活性基團交聯后能夠提高塑料基體的耐磨耐刮擦性。另外，交聯后的耐磨耐刮擦劑幾乎不會再遷移到塑料表面，從而大大的提高了耐磨效果，也即小量添加即可實現較高的耐磨性，且不會影響PC基礎樹脂的透明性。

3.本發明采用的潤滑劑EBO和EBS的作用是降低物料之間及物料和加工設備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設備的粘附，提高制品表面的光潔度等。