一種聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金及其制備方法，屬于工程塑料領域。該合金材料包括聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、相容劑和助劑。本發(fā)明通過合金相容共混技術，改善聚醚酰亞胺與聚碳酸酯的界面相容性，提高了PEI的沖擊強度。本發(fā)明聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金的制備方法簡單易行，使生產(chǎn)成本降低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
-種聚離醜亞胺與聚碳酸醋合金及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種工程塑料，具體設及一種聚酸酷亞胺與聚碳酸醋合金及其制備方 法。 技術背景
[0002] 聚酸酷亞胺(簡稱:PEI)是一種分子結構含有亞胺鍵和酸鍵的無定型聚合物，具有 耐高溫及優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，W及高強度，高剛性、抗化學性、阻燃、電氣性能優(yōu)異。作為一 種特種工程塑料，可廣泛應用于電子電器、汽車、飛機、宇航、機械、食品工業(yè)及醫(yī)療器材等 領域。但是聚酸酷亞胺樹脂存在脆性較大，價格昂貴的問題。
[0003] 聚碳酸醋(簡稱:PC)是一種無定形、透明的熱塑性聚合物，具有突出的沖擊強度和 耐蠕變性，良好的電氣性能W及良好的表面光潔度，價格適中，但PC存在對缺口敏感性高， 高溫易水解，耐溶劑性差，摩擦系數(shù)大等缺點。
[0004] 將PEI與PC做成塑料合金，不僅可保持兩者優(yōu)異的機械性能、高低溫性能、電氣性 能、表面光潔度，還改善了 PEI的脆性的問題，降低PEI工程塑料的成本。兩者雖然為無定形 聚合物，但相容性差，合金化困難。中國專利CN103951956. A從PEI/PC薄膜著眼，采用二惡挫 嘟和/或異氯酸醋為相容劑制備了 PEI/PC合金薄膜，遺憾的是二惡挫嘟價格昂貴。本發(fā)明采 用一種廉價的，具有可W和陽I，PC分子中的-COOH，-OH，-NH，-N肥基團反應的甲基丙締酸甲 醋與有機娃組成的共聚活性基團核/殼型聚合物，W及雙酪A改性有機娃樹脂，其中的雙酪A 結構與PEI，PC分子中的類似結構存在相似相容作用，提高了PEI和PC之間的相容性，制備了 注塑級PEI/PC合金

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 1.發(fā)明要解決的技術問題
[0006] 針對現(xiàn)有技術中PEI與PC兩者相容性不高，合金化困難等問題，本發(fā)明提供一種聚 酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金及其制備方法，改善了 PEI和PC界面相容性，制備的合 金具有良好的機械性能、耐沖擊性能、阻燃性能、表面光潔度。同時合金采用同向平行雙螺 桿擠出機共混技術制造，簡單易行，極適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 2.技術方案
[000引一種聚酸酷亞胺與聚碳酸醋合金，W重量份數(shù)計包括W下組分：
[0009] 34~57份聚碳酸醋(PC)，34~57份聚酸酷亞胺(陽I )，3~15份相容劑（甲基丙締酸 甲醋與有機娃組成的共聚活性基團聚合物、或雙酪A型環(huán)氧改性有機娃樹脂）；1份助劑。
[0010] 優(yōu)選的，聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為2萬-3.5萬；優(yōu)選的，聚酸酷亞胺為沙伯基礎 ULTEMl 000 純樹脂；
[0011] 相容劑為甲基丙締酸甲醋與有機娃組成的共聚活性基團聚合物（W下簡稱為相容 劑1#)、雙酪A型環(huán)氧改性有機娃樹脂（W下簡稱為相容劑2#)中的一種或多種的混合物。
[0012] 助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量70萬-75萬娃酬粉1:1比例 的混合物。
[0013] -種聚酸酷亞胺與聚碳酸醋合金的制備方法，其步驟為：
[0014] (1)按W下組分進行備料
[001引將34~57份聚碳酸醋(PC)和34~57份聚酸酷亞胺(PEI)，于105°C條件下烘干4小 時，3~15份相容劑，1份助劑；
[0016] (2)將上述備料，轉入高速混料機中預先混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切 粒和干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料;所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加 工溫度分別為270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，擠出機機頭 溫度為300 °C，真空度為-0.0 SMPa。
[0017] 3.有益效果：
[0018] 本發(fā)明通過在相容劑存在下利用雙螺桿反應性擠出共混技術，使PEI、PC、相容劑 =者之間發(fā)生化學反應，形成化學鍵合的穩(wěn)定性結構。其中相容劑1#是一種核殼結構聚合 物，其核為有機娃/丙締酸，殼為甲基丙締酸甲醋，可W和-OH、-C00H、-NH、-N此等基團反應， 提高了PC、PEI之間的相容性。相容劑2#也含有有機娃和環(huán)氧基團，同樣可W和極性基團反 應，同時雙酪A環(huán)氧樹脂中的雙酪結構與PC和PEI分子中的類似結構存在相似相容作用，提 高PC與PEI之間的相容性，得到性能優(yōu)異的合金化材料。
[0019] 本發(fā)明使用反應型擠出技術，便于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1
[0021] 將48份陽I和48份PC于105°C條件下烘干4小時，和3份相容劑1#(甲基丙締酸甲醋 與有機娃組成的共聚活性基團聚合物），1份助劑在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng) 雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述 雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270°C、290°C、310°C、310 °C、290°C、285°C、280 °C、 280°C和290°C，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-O.OSMPa。其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì) 量為2.4萬；聚酸酷亞胺為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工有限公司 ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量72萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[0022] 實施例2
[0023] 將47份陽I和47份PC于105°C條件下烘干4小時，和5份相容劑1#(甲基丙締酸甲醋 與有機娃組成的共聚活性基團聚合物），1份助劑，在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗， 經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所 述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280 °C、280°C和290°C，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-0.0 SMPa。其中聚碳酸醋的相對分子 質(zhì)量為2.5萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工ESCNOXS- 9229型抗氧劑和分子量72萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物.
[0024] 實施例3
[002引將陽I 45.5份和PC45.5份于105°C條件下烘干4小時，和8份相容劑1#(甲基丙締酸 甲醋與有機娃組成的共聚活性基團聚合物)和1份助劑，在混料機中預先混合均勻，轉入加 料斗，經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材 料。所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、 280°C、28(rC和290°C，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相對 分子質(zhì)量為3.5萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工 ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量75萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[00%] 實施例4
[0027] 將45.5份PE巧日45.5份PC于105°C條件下烘干4小時，和8份相容劑2#【環(huán)氧改性有 機娃樹脂，環(huán)氧值0.03(eq/100g)】，l份助劑在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺 桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺 桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為 270°C、290°C、310°C、310°C、290°C、285°C、280°C、280°C 和290°C，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-0.08M化；其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為 2.5萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型 抗氧劑和分子量72萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[0028] 實施例5
[0029] 將44.5份陽I和44.5份PC于105°C條件下烘干4小時，和10份相容劑2#【環(huán)氧改性有 機娃樹脂，環(huán)氧值0.05(eq/100g)】和1份助劑在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙 螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙 螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280°C、280 °C和290°(：，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-0.OSMPa;其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為 2萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗 氧劑和分子量70萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[0030] 實施例6
[0031] 將42份陽I和42份PC于105°C條件下烘干4小時，和15份相容劑1#，1份助劑在混料 機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺 (PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，擠出機機頭溫度為300 °C，真空度為- O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為3萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000 純樹 月旨，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量72萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合 物。
[0032] 實施例7
[0033] 將57份PEI和34份PC于105°C條件下烘干4小時，和8份相容劑1#，助劑1份在混料機 中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺 (PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，擠出機機頭溫度為300 °C，真空度為- O.OSMPa;其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為2萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000 純樹 月旨，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量70萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合 物。
[0034] 實施例8
[00對將34份陽巧日57份PC于105°C條件下烘干4小時，和8份相容劑1#，助劑1份在混料機 中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺 (PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270°C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和290 °C，擠出機機頭溫度為300 °C，真空度為- O.OSMPa，其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為2萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000 純樹 月旨，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量70萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合 物。
[0036] 實施例9
[0037] 將34份PEI和57份PC于105°C條件下烘干4小時，和10份相容劑2#【環(huán)氧改性有機娃 樹脂，環(huán)氧值〇.〇8(eq/100g)】和1份助劑在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺桿 擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺桿 擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285 °C、280 °C、280 °C 和 290°C，擠出機機頭溫度為300°C，真空度為-0.OSMPa;其中聚碳酸醋的相對分子質(zhì)量為2萬； 聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工ESCN0XS-9229型抗氧劑 和分子量70萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[003引對比例
[0039] 將49.5份PEI，49.5份PC，1份助劑在混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺 桿擠出機烙融擠出、切粒、干燥，制成聚酸酷亞胺(PEI)與聚碳酸醋(PC)合金材料。所述雙螺 桿擠出機一到九區(qū)加工溫度分別為真空度為-0.08MPaD270°C、290°C、310°C、310°C、290°C、 285°C、280°C、280°C和290°C，擠出度為機機頭溫300°C，真空度為-0.08。其中聚碳酸醋的相 對分子質(zhì)量為2萬；聚酸酷亞胺為為沙伯基礎化TEM1000純樹脂，助劑為南京福聚化工 ESCN0XS-9229型抗氧劑和分子量70萬娃酬粉按照質(zhì)量1:1的混合物。
[0040] 實驗結果
[0。川
12 W上項目按照拉伸強度IS0527、彎曲強度IS0178、彎曲模量IS0178、懸臂梁缺口沖 擊強度IS0180的測試標準，阻燃性能測試按照化94標準測試。 2 從W上性能可看出：PEI占比增加，合金拉伸強度增加，沖擊強度降低。當核殼結構 聚合物相容劑1#添加分數(shù)達到8份時，材料的綜合性能達到最優(yōu)。該材料適用于制造高檔儀 器外殼，手機外殼和充電器外殼等。
【主權項】
1. 一種聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金，以重量份數(shù)計包括以下組分： 34~57份聚碳酸酯；34~57份聚醚酰亞胺，相容劑3~15份；1份助劑;其中相容劑為甲 基丙烯酸甲酯與有機硅組成的共聚活性基團核殼型聚合物，或雙酚A型環(huán)氧改性有機硅樹 脂。2. 根據(jù)權利要求1所述的聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的聚碳酸酯的 相對分子質(zhì)量為2萬-3.5萬。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的聚醚酰 亞胺為沙伯基礎ULTEMl OOO純樹脂。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的助劑為 南京福聚化工ESCNOXS-9229型抗氧劑和分子量為70萬-75萬硅酮粉按照質(zhì)量1:1比例的混 合物。5. 根據(jù)權利要求1所述的聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金，其特征在于:所述的雙酚A型環(huán) 氧改性有機硅樹脂的環(huán)氧值為0.03-0.08。6. -種聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金的制備方法，其步驟為： (1) 按以下組分進行備料 34~57份聚碳酸酯，34~57份聚醚酰亞胺，3~15份相容劑，1份助劑； (2) 將上述備料在高速混料機中預先混合均勻，轉入加料斗，經(jīng)雙螺桿擠出機熔融擠 出、切粒、干燥，制成聚醚酰亞胺與聚碳酸酯合金材料;所述雙螺桿擠出機一到九區(qū)加工溫 度分別為270 °C、290 °C、310 °C、310 °C、290 °C、285°C、280°C、280°C 和290 °C，擠出機機頭溫度 為300°C，真空度為-0.08MPa。7. 根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述的相容劑為甲基丙烯酸甲酯與有 機硅組成的共聚活性基團聚合物、或雙酚A型環(huán)氧改性有機硅樹脂;所述的聚碳酸酯的相對 分子質(zhì)量為2萬-3.5萬;所述的聚醚酰亞胺為沙伯基礎ULTEM1000純樹脂;所述的助劑為南 京福聚化工ESCNOXS-9229型抗氧劑和分子量70萬-75萬硅酮粉按照質(zhì)量1:1比例的混合物。8. 根據(jù)權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于：相容劑為甲基丙烯酸甲酯與有機 硅組成的共聚活性基團聚合物為8份。
【文檔編號】C08L83/10GK105924967SQ201610543157
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】孫圳, 張偉, 吳玉成, 蔣炎鋒, 曹璽, 袁錦瑤
【申請人】南京立漢化學有限公司