專利名稱：一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯及其 制備方法。
背景技術(shù)：
雙酚A型聚碳酸酯(Polycarbonate——PC)，透光率可達(dá)90 %。吸水性低，但對(duì) 濕氣的吸附性較強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性好，易著色，剛硬而具韌性，沖擊強(qiáng)度尤為突出，耐熱和耐寒 性、耐蠕變性、電絕緣性和耐大氣老化性優(yōu)良，但耐溶劑性較差，耐疲勞性也較差，易產(chǎn)生應(yīng) 力開(kāi)裂，對(duì)缺口敏感。該塑料常用于制造齒輪、管件、電動(dòng)工具外殼、電器儀表零件和外殼、 電話機(jī)殼、照相機(jī)殼、食品及醫(yī)療包裝、燈具、車、船擋風(fēng)玻璃、防護(hù)罩和儀表板等。聚碳酸酯用作開(kāi)關(guān)面板料，主要基于它的高耐熱(熱變形溫度可達(dá)130°C )、高強(qiáng) 度、高韌性，而且純PC樹(shù)脂的阻燃性能可達(dá)到UL94V2級(jí)，可過(guò)灼熱絲850°C而不起然。PC 樹(shù)脂絕緣，電性能也很優(yōu)異，表面光亮，很適合做開(kāi)關(guān)面板。高分子材料在加工、貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用，其性能逐漸 變壞，這種現(xiàn)象就是老化。老化的原因有兩方面1、內(nèi)部原因是其結(jié)構(gòu)，如含有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基等。分子鏈中 鍵能越高，越不容易被老化。如聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因?yàn)镃-F鍵的鍵能比C-H鍵 的鍵能大，它起著保護(hù)碳鏈的作用。聚酰胺鏈上有羧基，聚酯纖維中的酯鍵容易水解，因此 也容易老化。又如二烯烴聚合的橡膠中含C = C雙鍵，容易發(fā)生熱氧老化、光氧老化、臭氧 老化。由于橡膠常在應(yīng)力條件下使用，比較容易發(fā)生臭氧龜裂，因此臭氧老化是橡膠老化的 主要原因。氯丁橡膠由于含有吸電子基的氯原子，因而較耐老化。2、外界或環(huán)境因素主要是陽(yáng)光、氧氣、臭氧、熱、水、機(jī)械應(yīng)力、高能輻射、海水、鹽 霧、霉菌、細(xì)菌、昆蟲(chóng)等。有的聚合物沒(méi)有上述情況也會(huì)發(fā)生老化，如受到輻射特別是高能輻 射時(shí)，化學(xué)鍵就會(huì)發(fā)生斷裂，即使是近紫外光輻射也能足夠打開(kāi)一般的單鍵(C-H、O-H那樣 的強(qiáng)鍵除外)。老化現(xiàn)象無(wú)處不在，很影響材料的正常使用，所以，延緩老化變得很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯及其制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其組成按重量配比為(％ )

PC 樹(shù)月旨93.5-96.0%
增韌劑1.5-3.0%;
紫外線吸收劑0.4-1.0%;
鈦白粉 主抗氧劑 輔抗氧劑
1. 0% ； 0. 2-0. 5% 0. 2-0. 5%
加工助劑0.2-0.5%;上述各組分配比之和為100%。其中所述PC樹(shù)脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000-30000。其中所述增韌劑為甲基丙烯酸酯類核殼結(jié)構(gòu)抗沖擊改性劑。其中所述紫外線吸收劑為復(fù)配比列為1 1的2-(2_羥基-5-叔辛基苯基)苯 并三唑和2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚。其中所述鈦白粉為金紅石型。其中所述主抗氧劑為(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯。其中所述輔抗氧劑為四(2，4-二叔丁基苯基-4，4’ -聯(lián)苯基)雙膦酸酯。其中所述加工助劑為季戊四醇硬脂酸脂。一種如上所述開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯的制備方法，包括步驟a 按重量配比稱取增韌劑，紫外線吸收劑，鈦白粉，主抗氧劑，輔抗氧劑和加工助 劑，混合均勻；b 按重量配比稱取PC樹(shù)脂，放在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C _130°C的溫度下干燥3-4 小時(shí)，與步驟a中原料混合均勻；d 將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒。其中，步驟d加工工藝如下一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四 區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度 250°C，物料停留時(shí)間2 3min，壓力為10_20Mpa ；螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明選取合適的助劑添加在聚碳酸酯中以延緩和改善其老化性能，通過(guò)添加抗 氧劑、紫外線吸收劑、制備出耐老化開(kāi)關(guān)面板料。本發(fā)明制備的高耐老化的開(kāi)關(guān)面板PC料， 綜合性能優(yōu)異，耐老化性能好，能滿足特殊的要求，被使用在條件苛刻的環(huán)境里而對(duì)外觀沒(méi) 什么影響。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其組成按重量配比為(％ ) :PC樹(shù) 脂93. 5-96.0% ；增韌劑1.5-3.0% ；紫外線吸收劑0. 4-1.0% ；鈦白粉1.0% ；主抗氧劑 0 2-0. 5% ；輔抗氧劑0. 2-0. 5% ；加工助劑0. 2-0. 5% ；上述各組分配比之和為100%。在本發(fā)明中，PC樹(shù)脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000-30000，本 申請(qǐng)使用的為陶氏的PC 201-10樹(shù)脂。增韌劑為對(duì)耐候性能無(wú)影響的甲基丙烯酸酯類核殼結(jié)構(gòu)抗沖擊改性劑，主要為日 本三菱麗陽(yáng)公司的C223A。紫外線吸收劑為美國(guó)氰特公司的UV 5411和瑞士汽巴公司的UV 234的復(fù)配(復(fù) 配比列為1 1)，其中UV 5411為2-(2_羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑，能吸收270 340納米的紫外光，廣泛用于PE、PVC、PP、PS、PMMA、PC、ABS等方面，為它們提供良好的光穩(wěn) 定效果。在透明制品和工程塑料中尤具效果，常與抗氧劑并用以提高制品的耐候性和熱氧 穩(wěn)定效能。UV 234為2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚，揮發(fā)性 低，光吸收強(qiáng)，與基料的相容性好。對(duì)于需在高溫下加工而不可有紫外吸收損失的聚合物非常有效，如聚碳酸酯、聚酯、聚縮醛、聚酰胺、聚亞苯基硫醚、聚亞苯基氧化物、芳烴共聚物、 熱塑性聚亞胺酯、聚亞胺酯纖維，以及聚氯乙烯、苯乙烯單聚和共聚物。鈦白粉有金紅石型和銳鈦型兩種晶型。其中金紅石型的折射率為2. 76，銳鈦型的 折射率為2. 55。金紅石型鈦白粉的反射系數(shù)比銳鈦型鈦白粉高25% 30%，說(shuō)明若與銳鈦 型鈦白粉產(chǎn)生同等的遮蓋力，則金紅石型鈦白粉的用量可以減少25% 30%。另外，金紅 石型鈦白粉的結(jié)構(gòu)致密，比較穩(wěn)定，光化學(xué)活性小，能耐紫外光的照射，在室外不易粉化，耐 候性、光澤度比銳鈦型鈦白粉好。因此廣泛用于高度耐候性的各種高級(jí)船舶、橋梁、汽車、建 筑等室外用涂料，其在涂料的用量約占70%，而銳鈦型鈦白粉易粉化、易泛黃，一般只用于 室內(nèi)涂料或底漆，其用量只占涂料所用鈦白粉的30%。本申請(qǐng)中選用的是美國(guó)杜邦公司的 R103。抗氧劑1為瑞士汽巴的酚類抗氧劑1076——(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸十八碳醇酯)抗氧劑2為科萊恩的P-EPQ——四(2，4_ 二叔丁基苯基_4，4’ -聯(lián)苯基)雙膦酸 酯，它是一種低揮發(fā)性的水解性能穩(wěn)定的有機(jī)亞磷酸酯，用作輔助抗氧劑。P-EPQ可以在加 工過(guò)程中和聚合物自動(dòng)氧化過(guò)程中產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物反應(yīng)，從而阻止加工導(dǎo)致的降解，和 主抗氧劑發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。它也可以與紫外線吸收劑復(fù)配共同發(fā)揮作用。加工助劑為耐高溫潤(rùn)滑劑PETS，其結(jié)構(gòu)為季戊四醇硬脂酸脂。熱解重量分析結(jié)果 顯示350°C時(shí)，PETS沒(méi)有明顯的重量損失；375°C時(shí)，重量損失約2. 5% ；至400°C時(shí)，它才開(kāi) 始分解。具有良好的熱穩(wěn)定性和低揮發(fā)性；良好的脫耐流動(dòng)性能。本發(fā)明中用的是產(chǎn)于新 加坡，品牌為意大利發(fā)基的PETS。在本發(fā)明中，將一定量的PC樹(shù)脂放在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C -130°C的溫度下干燥 3-4小時(shí)，再與一定比例的增韌劑，紫外線吸收劑，鈦白粉，抗氧劑1，抗氧劑2，加工助劑一 起在混料桶中混合均勻，再經(jīng)擠出造粒，冷卻切粒即可。工藝參數(shù)為一區(qū)溫度180°C，二區(qū) 溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度 235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min，壓力為10_20MPa。螺桿 轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述實(shí)施例1PC樹(shù)脂95. 5份，增韌劑C223A 2份，紫外線吸收劑(UV5411 :UV234 = 1)0.6份， 鈦白粉R1031份，抗氧劑10760. 2份，抗氧劑P-EPQ 0. 2份，潤(rùn)滑劑PETS0. 5份。工藝參數(shù) 為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六 區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min， 壓力為10-20MPa。螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。實(shí)施例2PC樹(shù)脂95. 7份，增韌劑C223A 2. 5份，紫外線吸收劑(UV5411 :UV234 = 1) 1份， 鈦白粉R1031份，抗氧劑10760. 3份，抗氧劑P-EPQ 0. 3份，潤(rùn)滑劑PETS0. 2份。工藝參數(shù) 為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六 區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min， 壓力為10-20MPa。螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。
實(shí)施例3PC樹(shù)脂95. 3份，增韌劑C223A 1.5份，紫外線吸收劑(UV5411 :UV234 = 1) 0. 8份， 鈦白粉R1031份，抗氧劑10760. 5份，抗氧劑P-EPQ0. 5份，潤(rùn)滑劑PETS0. 4份。工藝參數(shù) 為一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六 區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min， 壓力為10_20MPa。螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。實(shí)施例4PC樹(shù)脂94. 9份，增韌劑C223A3份，紫外線吸收劑(UV5411 :UV234 = 1)0.4份，鈦 白粉R1031份，抗氧劑10760. 2份，抗氧劑P-EPQ 0. 2份，潤(rùn)滑劑PETS0. 3份。工藝參數(shù)為 一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六區(qū)溫 度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min，壓力 為10-20MPa。螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。實(shí)施例5PC樹(shù)脂93. 5份，增韌劑C223A 3份，紫外線吸收劑(UV5411 :UV234 = 1) 1份，鈦 白粉R1031份，抗氧劑10760. 5份，抗氧劑P-EPQ 0. 5份，潤(rùn)滑劑PETS0. 5份。工藝參數(shù)為 一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度240°C，六區(qū)溫 度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間2 3min，壓力 為10-20MPa。螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。實(shí)施結(jié)果測(cè)試及數(shù)據(jù)將制備好的耐老化開(kāi)關(guān)面板用PC料置于溫度為120_130°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥 4-6小時(shí)，在海天注塑機(jī)上制樣。冷卻放置24小時(shí)候后測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。拉伸 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)=ASTM D638，試樣類型為I型，樣條尺寸為57mm*13mm*3. 2mm(有效尺寸)，拉伸 速度為50mm/min ；彎曲強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)ASTM D790,樣條尺寸為128mm*13mm*3. 2mm,彎曲速度為 20mm/min ；懸臂梁沖擊標(biāo)準(zhǔn)ASTM D256，樣條尺寸為63. 5mm* 12. 7mm*3. 2mm，缺口剩余寬度 為10. 71謹(jǐn)；熱變形溫度標(biāo)準(zhǔn)ASTM D648/載荷1. 82MPa，樣條尺寸為128謹(jǐn)*13謹(jǐn)*6. 4謹(jǐn)。作為耐老化開(kāi)關(guān)面板用料，還需要測(cè)試以下性能灼熱絲、球壓、內(nèi)應(yīng)力、抗UV照 射及老化試驗(yàn)(樣品在啤塑后自然條件下放置12小時(shí)后進(jìn)行以下測(cè)試)。其中灼熱絲的溫度為850°C，與制件接觸加熱30秒，撤離后在15秒內(nèi)火焰熄滅，并且娟 紙不得起火；球壓的測(cè)試溫度為125士2°C，用20N的力將直徑為5mm的鋼球壓住塑件表面(制 件的厚度至少為3mm)，歷時(shí)1小時(shí)后，壓痕直徑要小于2mm ；內(nèi)應(yīng)力測(cè)試條件為用99. 5%濃度的冰乙酸浸泡3分鐘，不能有裂紋、起皮、分層、 斷裂等現(xiàn)象；抗UV照射條件為制件在紫外線試驗(yàn)箱中經(jīng)20WUV燈、距離40cm照射1. 5個(gè)小 時(shí)，試驗(yàn)后目測(cè)顏色無(wú)明顯變化；老化條件125°C 士2°C的高低溫箱中，連續(xù)加熱72小時(shí)，制件表面無(wú)裂紋、變色、 起皮、變形、發(fā)粘等現(xiàn)象，再測(cè)試顏色的變化(用色差儀測(cè)試前后的色差值)。材料的ΔΕ是 a、b、1(即紅、黃、藍(lán))三相的顏色變化數(shù)值的總和。在材料的熱老化過(guò)程中，材料降解、氧 化，顏色、外觀、力學(xué)性能均發(fā)生劣化，影響材料的使用。其中，表觀最為明顯的變化是顏色變黃，因此通過(guò)色差ΔΕ和黃變Ab可以標(biāo)定材料的熱老化程度。實(shí)施例1 5配方及材料性能見(jiàn)表1 表 權(quán)利要求
一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于，其組成按重量配比為(％)PC樹(shù)脂93.5 96.0％；增韌劑1.5 3.0％；紫外線吸收劑 0.4 1.0％；鈦白粉1.0％；主抗氧劑 0.2 0.5％；輔抗氧劑 0.2 0.5％；加工助劑 0.2 0.5％；上述各組分配比之和為100％。
2.如權(quán)利要求1所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述PC樹(shù)脂為雙酚 A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000-30000。
3.如權(quán)利要求1所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述增韌劑為甲基 丙烯酸酯類核殼結(jié)構(gòu)抗沖擊改性劑。
4.如權(quán)利要求3所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述紫外線吸收劑 為復(fù)配比列為1 1的2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑和2-(2H-苯并三唑-2)-4， 6- 二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚。
5.如權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述鈦白粉為金紅石型。
6.如權(quán)利要求1所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述主抗氧劑為 (β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯。
7.如權(quán)利要求1所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述輔抗氧劑為四 (2，4-二叔丁基苯基-4，4’ -聯(lián)苯基)雙膦酸酯。
8.如權(quán)利要求1所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯，其特征在于所述加工助劑為季 戊四醇硬脂酸脂。
9.一種如權(quán)利要求1所述耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯的制備方法，其特征在于，包括 步驟a 按重量配比稱取增韌劑，紫外線吸收劑，鈦白粉，主抗氧劑，輔抗氧劑和加工助劑，混 合均勻；b 按重量配比稱取PC樹(shù)脂，放在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C -130°C的溫度下干燥3-4小 時(shí)，與步驟a中原料混合均勻；d 將b中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗，經(jīng)熔融擠出，造粒。
10.如權(quán)利要求9所述的耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯的制備方法，其特征在于，步驟d 加工工藝如下一區(qū)溫度180°C，二區(qū)溫度245°C，三區(qū)溫度245°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫 度240°C，六區(qū)溫度235°C，七區(qū)溫度235°C，八區(qū)溫度230°C，模頭溫度250°C，物料停留時(shí)間 2 3min，壓力為10_20Mpa ；螺桿轉(zhuǎn)速460轉(zhuǎn)/min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐老化開(kāi)關(guān)面板用聚碳酸酯及其制備方法，該聚碳酸酯其組成按重量配比為(％)PC樹(shù)脂93.5-96.0％；增韌劑1.5-3.0％；紫外線吸收劑0.4-1.0％；鈦白粉1.0％；主抗氧劑0.2-0.5％；輔抗氧劑0.2-0.5％；加工助劑0.2-0.5％；上述各組分配比之和為100％。本發(fā)明選取合適的助劑添加在聚碳酸酯中以延緩和改善其老化性能，通過(guò)添加抗氧劑、紫外線吸收劑、制備出耐老化開(kāi)關(guān)面板料。本發(fā)明制備的高耐老化的開(kāi)關(guān)面板PC料，綜合性能優(yōu)異，耐老化性能好，能滿足特殊的要求，被使用在條件苛刻的環(huán)境里而對(duì)外觀沒(méi)什么影響。
文檔編號(hào)C08K5/3475GK101967273SQ20101029710
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者付天英, 徐東, 徐永 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司