一种聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

聚碳酸酯（pc）具有良好的综合性能，机械强度高、耐冲击韧性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性好，在家电，数码产品，it产品等等领域具有广泛的应用。随着电视机轻薄化和美学要求提升，相应的塑料材料不仅要具备良好的力学性能，更要具备高耐热性和流动性，还要求具有与金属良好的粘结性能，以满足大尺寸无边框电视需求。但是聚碳酸酯材料表面没有活性基团，表面能低，与金属物质相容性差，且与金属线性膨胀系数存在较大差异，难以润湿，因此两者界面相互作用弱，导致附着或粘接力差，随着使用时间的累积，塑料与金属间由于冷热收缩不均而不断积累起来的应力，很容易脱粘，限制了金属和聚碳酸酯复合产品的应用。

如何提高金属与塑料界面间作用力，以及如何持久保持相互作用力是关键问题。国内外对材料粘接的研究主要集中三个方面，第一种方法是通过对被粘接材料或金属的表面处理增加彼此粘接性；其次是利用增加中间粘合层提高塑料与钢板的粘附性；最后一种方法是通过添加活性物质对材料本体改性提高粘接性。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于提供一种聚碳酸酯组合物，该组合物与金属界面粘结力高，且耐热性能好。

本发明的再一目的是提供上述聚碳酸酯组合物的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚碳酸酯组合物，按重量份计，包括以下组份：

聚碳酸酯65份-85份；

极性助剂0.01-5份。

本发明通过研究发现，将聚碳酸酯组合物中环氧当量控制在5-800g/eq范围内，可以提高聚碳酸酯材料的表面张力，进而提高其与金属物质的相容性，因此能明显提高聚碳酸酯组合物与金属界面的粘结力，且具有较好的耐热效果。若聚碳酸酯组合物中环氧当量较低，则起不到提高聚碳酸酯组合物与金属界面的粘结力的效果，若聚碳酸酯组合物中环氧当量较高，则会降低材料的耐热性能，且影响材料的加工性能，因此，优选的，所述聚碳酸酯组合物中环氧当量优选为50-400g/eq，更优选为100-280g/eq，环氧当量根据gb/t4612-2008标准测试。环氧当量是指含有1mol环氧基的环氧树脂的质量。

优选的，所述极性助剂为含有环氧基团的表面活性剂、抗静电剂或相容剂中的一种或几种的混合，具体选自环氧丙烷共聚合物、聚氧化乙烯、gma接枝聚合物、聚氧化乙烯-环氧丙烷共聚合物中的一种或几种的混合。

所述聚碳酸酯选自芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯、支化聚碳酸酯、硅氧烷共聚碳酸酯中的一种或几种的混合。

本发明所述的聚碳酸酯可以采用光气法或酯交换法制备得到，也可以通过是市购方式获得。

根据实际性能需要，本发明所述的聚碳酸酯组合物还包括0-30重量份的增强填料、0-20重量份的其它助剂。

所述增强填料选自玻璃纤维、滑石粉、硅灰石、高岭土、硅粉中的一种或几种。

所述其它助剂选自稳定剂、阻燃剂、抗滴落剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、填料、着色剂的一种或几种。

合适的稳定剂包括有机亚磷酸酯，如亚磷酸三苯酯，亚磷酸三-（2,6-二甲基苯基）酯，亚磷酸三-壬基苯基酯，二甲基苯膦酸酯，磷酸三甲酯等，季戊四醇双磷酸酯（如双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯），有机亚磷酸酯，烷基化的一元酚或者多元酚，多元酚和二烯的烷基化反应产物，对甲酚或者二环戊二烯的丁基化反应产物，烷基化的氢醌类，羟基化的硫代二苯基醚类，亚烷基-双酚，苄基化合物，多元醇酯类，苯并三唑类，二苯甲酮类的一种或者多种组合。

合适的阻燃剂选自卤系阻燃剂或无卤阻燃剂；所述卤系阻燃剂选自溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚a型环氧树脂、溴化苯乙烯-马来酸酐共聚物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代联苯、溴化聚碳酸酯、全溴三环十五烷或溴化芳香族交联聚合物的一种或几种，优选为溴化聚苯乙烯；所述无卤阻燃剂选自含氮阻燃剂、含磷阻燃剂或含氮和磷的阻燃剂中的一种或几种。

合适的抗滴落剂为优选为氟化聚烯烃，如聚四氟乙烯。

合适的增塑剂为邻苯二甲酸酯。

所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺ebs、芥酸酰胺、硬脂酸锌、硅油、pets中的一种或者两种及以上的混合物。

合适的脱模剂包括硬脂酸金属盐类，硬脂酸烷基酯类，硬脂酸季戊四醇酯类，石蜡，褐煤蜡等等。

合适的着色剂包括各种颜料，染料，如炭黑等。

本发明还提供了上述的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括如下步骤：

按照配比将各组分在高混机中混合均匀，高混机的转速为450转/分钟-500转/分钟，加入到双螺杆挤出机中，在240℃-260℃的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥得到聚碳酸酯组合物。

本发明还提供了上述聚碳酸酯组合物在手机或电视机中的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明经研究意外的发现，将聚碳酸酯组合物中环氧当量控制在5-800g/eq范围内，可以明显提高聚碳酸酯组合物与金属界面的粘结力，且具有较好的耐热效果，进一步拓宽了金属与聚碳酸酯复合产品的应用，特别适用于手机和电视机材料。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

聚碳酸酯pc：芳香族聚碳酸酯，pc130010np，lg化学；

玻璃纤维：ppg工业公司；

极性助剂1：r-139，厂家为日本三井，环氧丙烷共聚合物；

极性助剂2，a-316，厂家霍尼韦尔，聚氧化乙烯；

润滑剂：芥酸酰胺，市购。

各性能的测试标准或方法：

环氧当量的测试方法：gb/t4612-2008标准；

表面张力的测定方法：

采用下表比例配制溶液，测试表面张力。

具体操作方法：

级别1量取81ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别2量取73.5ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别3量取65ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别4量取57.5ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别5量取51.5ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别6量取46ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别7量取41ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

级别8量取36.5ml无水乙醇置于100ml容量瓶中，定容至100ml。

判定标准：涂覆1cm*1cm区域，在40℃下，3秒内不收缩则判定为该级别的表面张力，如果3秒内收缩，则采用下一级别涂覆。连续测三次都通过则确定级别表面能。

耐热参数k的测试方法：在90℃测试拉伸强度记为δ，23℃的拉伸强度记为δ0，耐热参数k，k=δ/δ0；k大于0.5判定为ok。

实施例1-11及对比例1-2：聚碳酸酯组合物的制备

按表1的配方将各组分在高混机中混合均匀，高混机的转速为450转/分钟-500转/分钟，加入到双螺杆挤出机中，在240℃-260℃的温度下进行熔融混合，然后造粒、冷却、干燥得到聚碳酸酯组合物；对聚碳酸酯组合物进行测试，数据见表1。

从表1的实施例和对比例的比较可以看出：将聚碳酸酯组合物中环氧当量控制在5-800g/eq范围内，可以提高聚碳酸酯组合物的表面张力，从而使聚碳酸酯组合物与金属界面具有较强的粘结力，且具有较好的耐热效果。对比例1中，当聚碳酸酯组合物中的环氧当量为0时，聚碳酸酯组合物的表面张力较低。对比例2中，当聚碳酸酯组合物中的环氧当量过量时，表面张力出现下降，主要是由于过量环氧当量反应加长分子链，从而降低材料极性，削弱了极性助剂提升表面张力的效率，此外过量的环氧当量起到增塑的作用使材料耐热参数下降。

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