專利名稱：一種透明耐低溫耐化學性pc/pet合金材料及其制備方法和應用的制作方法
一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料及其制備方法和應用技術領域
本發(fā)明屬于高分子材料中消費后材料制備PC/PET合金材料技術領域，特別涉及一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料及其制備方法和應用。
背景技術：
合成塑料為促進工業(yè)發(fā)展和提高人們生活水平做出了巨大的貢獻。在塑料工業(yè)發(fā)展的初期，合成材料的化學穩(wěn)定性是人們非常關心和重點研究的內(nèi)容之一。幾十年過去了， 它的穩(wěn)定性已得到很好的解決。戲劇性的是，時至今日它的穩(wěn)定性反而成了阻礙其進一步發(fā)展的一個重要原因?！稗r(nóng)用薄膜”便是很好的例證。由于難以被生物降解，只能使用一次， 最簡便的處理辦法是將其付之一炬。這樣做不僅浪費資源，而且造成大氣污染。
廢棄塑料制品的回收和利用，已經(jīng)成為一項世界性的課題。傳統(tǒng)的填埋和焚燒處理方法正逐步被復用、降解或分解工藝所替代。廢棄塑料制品的回收利用，不僅可以保護環(huán)境、節(jié)省能源，而且具有很好的經(jīng)濟性。
聚碳酸酯(PC)是一種性能優(yōu)異的工程塑料，具有沖擊強度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱等優(yōu)點，但是PC的熔體粘度大，流動性差，尤其易于應力開裂，耐溶劑性差，在溶劑和堿性環(huán)境下易發(fā)生應力開裂和溶脹，限制了其應用范圍，因此提高PC的耐溶劑性極具實際意義(郭衛(wèi)紅，王曉光，徐東東.低溫固相反應擠出PET/PC合金中的多重網(wǎng)絡增韌結構[J]. 高等學校化學學報，2007，觀(11) :2200-2204.)。而聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是結晶性且價格較低廉的熱塑性塑料，具有結晶速度快、耐化學藥品性及流動性好等優(yōu)點，且PC與 PET部分相容，二者共混既可保留PC的耐熱性，又可改善其耐溶劑性和耐應力開裂性，并可提高體系的流動性。因此，合金體系可望較好地改善PC的耐溶劑性能，同時確保優(yōu)良的力學性能。
國內(nèi)對PC/PET復合材料研究不多，尤其關于耐低溫PC/PET復合材料的研究更少， 而且都是在PC和PET新料的基礎上進行的研究。
目前國內(nèi)PC/PET合金材料的配方技術主要在于PC/PET共混體系中加入第三組分如增溶劑、彈性體、成核劑及填充材料，來進一步改善共混物的性能。郭衛(wèi)紅等在PC/PET 共混體系中加入氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBQ，并通過雙螺桿擠出機造粒，發(fā)現(xiàn)在加工過程中產(chǎn)生PET和PC相互穿的網(wǎng)絡結構的同時，反應性擴鏈劑在PET相中發(fā)生交聯(lián)反應，形成了次級網(wǎng)絡結構，使得合金材料的力學性能得到明顯提高，特別是缺口沖擊性能有了明顯的改善(郭衛(wèi)紅，王曉光，徐東東，等.低溫固相反應擠出合金中的多重網(wǎng)絡增韌結構[J]. 2007,28(11) :2200-2204.)。薛繼榮等在PC/PET共混體系中添加3份的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(PTW)或7份乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)即可使缺口沖擊強度由5. 5kJ/m2提高到10kJ/m2(薛繼榮，寧平，PC/PET共混合金相容性的研究[J]；中國塑料；2010年01期)。中國專利《一種耐低溫PC/PET復合材料及其制備方法》，專利申請?zhí)?00910192對7.7，報道了一種耐低溫PC/PET復合材料的制備方法，中國專利《一種耐低溫型環(huán)保阻燃PC/PET復合材料及其制備方法》，專利申請?zhí)?200910192246. 2，報道一種耐低溫型環(huán)保阻燃PC/PET復合材料的制備方法。以上發(fā)明均在與共混體系中加入第三組分增溶劑，來進一步改善共混物的性能。
因此，如何通過配方設計制備出具有優(yōu)良低溫性能的PC/PET復合材料，以替代PC 或PC/ABS用于對耐低溫性、耐油、耐溶劑性和耐熱性要求較高的領域；另一方面，解決PC/ PET性能改善方面的問題，帶動PC光盤廢料和PET包裝廢料的回收與利用，對于節(jié)約能源、 有效利用石油資源、保護環(huán)境具有十分重要的現(xiàn)實意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明制備的透明耐低溫耐化學性PC/PET產(chǎn)品選用的原材料來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶和PC(聚碳酸酯)光盤廢料。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術存在的缺點，提供一種創(chuàng)新的聚碳酸酯(PC)與聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)合金材料配方技術方案，同時，本發(fā)明還提供了該透明耐低溫耐化學性的PC/PET合金材料的制備方法。
本發(fā)明的上述目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料，其由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 40 80份，PC-硅氧烷共聚物(聚碳酸酯-硅氧烷共聚物)5 10份，消費后回收PET 10 50份，潤滑劑0. 1 1份，抗氧劑0. 1 0. 5份，其中， 潤滑劑為碳氫化合物聚-α -烯烴，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合。
其中，消費后回收PC為PC (聚碳酸酯)光盤廢料，消費后回收PET來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶。
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為結晶聚合物，聚碳酸酯(PC)為非晶聚合物，盡管二者化學結構相近，具有一定相容性，但由于PC/PET屬于典型的結晶與非晶聚合物共混體系，其界面黏結不良，致使其力學強度不高。一方面，本發(fā)明利用加入一定比例耐低溫PC，提高了 PC/PET合金材料的耐低溫性；同時，通過加入碳氫化合物聚-α -烯烴這種潤滑劑，
潤滑劑的使用增加了基材之間的相容性.使聚對苯二甲酸乙二醇酯在聚碳酸酯內(nèi)部分散均勻、形成網(wǎng)絡結狀，從而保證體系具有優(yōu)良的力學性能，另一方面，通過加入適宜的磷系抗氧劑三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯，英文名稱Tris42，4-di-tert-buty 1-pheny)-phosphite CAS No :31570-04-4)和多元受阻酚型抗氧劑(四[3_(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊醇酯)，避免材料在加工過程中出現(xiàn)氧化降解及由此產(chǎn)生的性能下降問題。
本發(fā)明還提供上述透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料的制備方法，該方法包括如下步驟將上述組分放入高速混合器內(nèi)，充分混合，然后將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，冷卻，造粒。采用雙螺桿擠出機，造粒時，雙螺桿擠出機按照進料順序分為一區(qū)至八區(qū)共八個區(qū)，擠出機各段的溫度設定分別為一區(qū)100°C，二區(qū) 225 245°C，三區(qū) 235 245°C，四區(qū) 235 245°C，五區(qū) 235 245°C，六區(qū) 235 245°C， 七區(qū)2；35 245°C，八區(qū)2；35 245°C，機頭2；35 245°C。特定的工藝設計，保證了 PC/PET 合金產(chǎn)品相容性好，性能穩(wěn)定。
本發(fā)明通過PC-硅氧烷共聚物與基材混配，提高合金材料的耐低溫性能；
通過篩選合適的磷系抗氧劑搭配使用，制備無鹵阻燃PC/PET合金材料；
通過篩選合適的潤滑劑提高合金材料之間界面的相容性；
通過篩選合適的PET基材，使得PC與PET共混相容性增大；
本發(fā)明提供的PC/PET合金材料可應用于醫(yī)療器械、化妝品包裝、藥品包裝、油品包裝、IT行業(yè)、汽車工業(yè)、電子電氣、日用家電和文具行業(yè)。
與現(xiàn)有PC/PET合金材料的生產(chǎn)技術相比，本發(fā)明制備的透明耐低溫耐化學性PC/ PET產(chǎn)品具有如下優(yōu)點
本發(fā)明制備的透明耐低溫耐化學性PC/PET產(chǎn)品選用的原材料來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶和PC (聚碳酸酯)光盤廢料，實現(xiàn)了“從搖籃到搖籃”的可持續(xù)發(fā)展的資源循環(huán)使用。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的，技術方案及優(yōu)點更清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例1
一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料，其由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 64. 5份，PC-硅氧烷共聚物10份，消費后回收PET W份，潤滑劑0.2份， 抗氧劑0.3份，其中，潤滑劑為聚-α-烯烴，聚-α-烯烴采用SpectraSyn Plus 高級聚α 烯烴(PAO)，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合，磷系抗氧劑為0. 1份，多元受阻酚型抗氧劑為0.2份，所述磷系抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯，所述多元受阻酚型抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊醇酯。
其中，消費后回收PC為PC(聚碳酸酯)光盤廢料，消費后回收PET來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶。
上述透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料的制備方法，該方法包括如下步驟將上述組分放入高速混合器內(nèi)，充分混合，然后將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，冷卻，造粒。采用雙螺桿擠出機，造粒時，雙螺桿擠出機按照進料順序分為一區(qū)至八區(qū)共八個區(qū)，擠出機各段的溫度設定分別為一區(qū)100°C，二區(qū)M0°C，三區(qū) 240°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 240°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機頭 240°C。
實施例2
一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料，其由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 74. 5份，PC-硅氧烷共聚物10份，消費后回收PET 15份，潤滑劑0.2份， 抗氧劑0.3份，其中，潤滑劑為聚-α-烯烴，聚-α-烯烴采用SpectraSyn Plus 高級聚α 烯烴(PAO)，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合，磷系抗氧劑為0. 2份，多元受阻酚型抗氧劑為0. 1份，所述磷系抗氧劑為三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯，所述多元受阻酚型抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊醇酯。
其中，消費后回收PC為PC(聚碳酸酯)光盤廢料，消費后回收PET來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶。
上述透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料的制備方法，該方法包括如下步驟將上述組分放入高速混合器內(nèi)，充分混合，然后將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，冷卻，造粒。采用雙螺桿擠出機，造粒時，雙螺桿擠出機按照進料順序分為一區(qū)至八區(qū)共八個區(qū)，擠出機各段的溫度設定分別為一區(qū)100°C，二區(qū)M0°C，三區(qū) 240°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 240°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機頭 240°C。
實施例3
一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料，其由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 74.5份，PC-硅氧烷共聚物0份(本實施例合金材料中，不添加PC-硅氧烷共聚物，以利于對比)，消費后回收PET 25份，潤滑劑0. 2份，抗氧劑0. 3份，其中，潤滑劑為聚-α -烯烴，聚-α-烯烴采用SpectraSyn Plus 高級聚α烯烴(PAO)，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合，磷系抗氧劑為0. 15份，多元受阻酚型抗氧劑為 0. 15份，所述磷系抗氧劑為三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯，所述多元受阻酚型抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊醇酯。
其中，消費后回收PC為PC(聚碳酸酯)光盤廢料，消費后回收PET來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶。
上述透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料的制備方法，該方法包括如下步驟將上述組分放入高速混合器內(nèi)，充分混合，然后將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，冷卻，造粒。采用雙螺桿擠出機，造粒時，雙螺桿擠出機按照進料順序分為一區(qū)至八區(qū)共八個區(qū)，擠出機各段的溫度設定分別為一區(qū)100°C，二區(qū)M0°C，三區(qū) 240°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 240°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機頭 240°C。
性能測試
樣品的熔融指數(shù)按《ASTM D1238用擠壓塑性計測定熱塑性塑料流率的測試方法》 測試，樣品的缺口沖擊強度按《ASTM D256測定塑料的抗懸臂擺錘式?jīng)_擊性的標準試驗方法》測試，樣品的拉伸強度按《ASTM D 638-03塑料拉伸性能標準試驗方法》測試，樣品的彎曲強度按《ASTM D790未增強和增強塑料及電絕緣材料撓曲特性的標準試驗方法》測試，樣品的熱變形溫度按《ASTM D648塑料彎曲負荷變形溫度的標準試驗方法》測試。樣品的透光率按《ASTM D1003-2007透明塑料的透光率和霧度的測定用標準試驗方法》測試。
結果分析
表1本發(fā)明產(chǎn)品與某公司PC/PET產(chǎn)品的性能對比
權利要求
1. 一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料，其特征在于其由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 40 80份，PC-硅氧烷共聚物5 10份，消費后回收PET 10 50份，潤滑劑0. 1 1份，抗氧劑0. 1 0. 5份，其中，潤滑劑為聚-α -烯烴，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合，所述磷系抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基) 亞磷酸酯，所述多元受阻酚型抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊醇
2.根據(jù)權利要求1所述的PC/PET合金材料，其特征在于消費回收后PC為PC光盤廢料。
3.根據(jù)權利要求1所述的PC/PET合金材料，其特征在于消費后回收PET來源廢棄PET 塑料瓶。
4.權利要求1至3任意一個權利要求所述的PC/PET合金材料的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟將上述組分放入高速混合器內(nèi)，充分混合，然后將混合均勻的原料投入到雙螺桿擠出機的加料斗，經(jīng)熔融擠出，冷卻，造粒，采用雙螺桿擠出機，造粒時，雙螺桿擠出機按照進料順序分為一區(qū)至八區(qū)共八個區(qū)，擠出機各段的溫度設定分別為一區(qū) 100°C，二區(qū) 225 245°C，三區(qū) 2；35 245°C，四區(qū) 2；35 245°C，五區(qū) 2；35 245°C，六區(qū) 235 245°C，七區(qū) 235 245°C，八區(qū) 2；35 245°C，機頭 2；35 245°C。
5.權利要求1至4任意一個權利要求所述的PC/PET合金材料的應用，其特征在于所述的PC/PET合金材料應用于醫(yī)療器械、化妝品包裝、藥品包裝、油品包裝、IT行業(yè)、汽車工業(yè)、電子電氣、日用家電和文具行業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料中消費后材料制備PC/PET合金材料技術領域，特別涉及一種透明耐低溫耐化學性PC/PET合金材料及其制備方法和應用。該合金材料由按質量份數(shù)計算的下列組分組成消費后回收PC 40～80份，PC-硅氧烷共聚物5～10份，消費后回收PET 10～50份，潤滑劑0.1～1份，抗氧劑0.1～0.5份，其中，潤滑劑為聚-α-烯烴，抗氧劑為磷系抗氧劑和多元受阻酚型抗氧劑的組合。本發(fā)明制備的透明耐低溫耐化學性PC/PET產(chǎn)品選用的原材料來源廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶和PC(聚碳酸酯)光盤廢料，實現(xiàn)了“從搖籃到搖籃”的可持續(xù)發(fā)展的資源循環(huán)使用。
文檔編號C08L83/10GK102532845SQ201110410740
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者施海琴, 謝傳澤, 謝鳳英 申請人:廣州和創(chuàng)塑化有限公司