本發(fā)明涉及工程塑料領域，具體地說，是適用于薄壁注塑的PC/PHA塑料及其制備方法。
背景技術：
近年來，筆記本電腦和移動電話等3C產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度非?？?，這類產(chǎn)品的設計理念正朝著“輕、薄、短、小”方向發(fā)展，同時人們對這些產(chǎn)品的需求也在快速增長，于是在常規(guī)注塑成型技術的基礎上，薄壁注塑成型技術迅速發(fā)展起來。薄壁化因具有減小產(chǎn)品重量及外形尺寸、便于集成設計及裝配、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約材料和降低成本等優(yōu)點成為塑料消費行業(yè)追求的目標，已成為塑料成型行業(yè)中新的研究熱點。
但當塑料制件的厚度從原來的2～3mm減少到1mm甚至更小時，注塑填充時型腔截面含熱量少，散熱面積大，熔體熱量損失太快，成型中極容易產(chǎn)生內(nèi)應力、冷卻過快等現(xiàn)象，出現(xiàn)翹曲變形、熔接痕等質(zhì)量問題。PC樹脂是一種應用廣泛的工程塑料，具有高強度、耐高溫、不易燃等優(yōu)點，但是用于薄壁產(chǎn)品注塑時，由于PC樹脂分子鏈呈剛性，急冷過程中分子鏈無法充分舒展，容易產(chǎn)生內(nèi)應力，產(chǎn)生制品變形。另外PC樹脂流動性對溫度較敏感，冷卻時熔體快速硬化，導致流動性降低，影響制品質(zhì)量。為了使PC能夠適用于薄壁注塑，必須使PC樹脂分子鏈舒展過程中阻力小，能夠快速到達穩(wěn)定狀態(tài)；具有較高的流動性，使PC樹脂在冷卻前能夠充滿型腔。
21世紀以來，面對可持續(xù)發(fā)展思想的深入以及人們逐漸增強的環(huán)保意識，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代快，薄壁注塑產(chǎn)品的開發(fā)和應用也面臨著新的挑戰(zhàn)。PHA材料也叫聚羥基脂肪酸酯，是一種可生物降解的高分子材料，既有聚酯結(jié)構又有脂肪長鏈。由于單體種類較多，可以根據(jù)應用情況進行結(jié)構設計。
解決PC用于薄壁注塑遇到的問題的方法有很多，申請?zhí)枮?01310695229.7一種低成本高流動性無鹵阻燃PC材料及其制備方法的專利，公開了采用苯乙烯類功能聚合物改善PC樹脂流動性的方法。該方法制備的PC材料流動性、力學性能好，但該方法并未披露如何消除PC材料翹曲問題，而且該方法制備的材料不具備降解性。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種適用于薄壁注塑用PC/PHA塑料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術的不足，具有綠色環(huán)保、流動性好，不變形的優(yōu)點。
為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種薄壁注塑用PC/PHA塑料以重量份計由下列原料組成：80～90份PC樹脂、6～16份PHA樹脂、2～3份穩(wěn)定劑以及1～2份酯交換抑制劑。
優(yōu)選的，所述的PC樹脂為芳香族PC樹脂，黏均分子量25000～40000。
優(yōu)選的，所述PHA樹脂為3-羥基-十二酸與3-羥基-丁酸嵌段共聚物，分子量為20000～30000，其中3-羥基-十二酸在共聚物中占摩爾比為64％-66％,其余為3-羥基-丁酸。
優(yōu)選的，所述的穩(wěn)定劑為亞磷酸酯。
優(yōu)選的，所述的酯交換抑制劑為磷酸二氫鹽。
一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)80～90份PC樹脂，110℃-115℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。6～16份PHA樹脂、2～3份穩(wěn)定劑以及1～2份酯交換抑制劑。
(b)6～16份PHA樹脂，30℃-35℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與2～3份穩(wěn)定劑以及1～2份酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500～2000轉(zhuǎn)/分，時間5～8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～300℃，擠出機轉(zhuǎn)速130～180轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，主要具有以下優(yōu)點和有益效果：
所述PHA樹脂具有可降解性，同PC樹脂共混，能夠提高材料體系的降解性能；本發(fā)明中采用的PHA樹脂含有脂肪族長鏈結(jié)構，能夠降低PC分子鏈間的作用力，使分子鏈注塑過程中迅速達到穩(wěn)定狀態(tài)，不產(chǎn)生內(nèi)應力；本發(fā)明中采用的PHA樹脂在PC樹脂中可以提高PC樹脂的熔融指數(shù)，使PC樹脂具有很好的流動性；PC樹脂在改性、注塑過程中與PHA會發(fā)生酯交換反應，使PC樹脂力學性能降低，加入酯交換抑制劑，可以避免兩種樹脂間發(fā)生反應。
具體實施方式
以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領域技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。
本發(fā)明提供一種薄壁注塑用PC/PHA塑料，以重量份計由下列原料組成：
PC樹脂 80～90份
PHA樹脂 6～16份
穩(wěn)定劑 2～3份
酯交換抑制劑 1～2份
所述的PC樹脂為芳香族PC樹脂，黏均分子量25000～40000，具有很好的剛性，作為薄壁注塑使用，具有足夠的強度以保護電子元件。
所述的PHA樹脂是一種生物降解聚酯，含有脂肪族長鏈，可以降低PC分子鏈運動阻力，使之在注塑過程中不產(chǎn)生內(nèi)應力，還可以提高PC樹脂的流動性。
所述的穩(wěn)定劑為亞磷酸酯，可以有效降低PC、PHA共混改性及注塑過程中的降解。本發(fā)明更優(yōu)選為三叔戊基苯酚亞磷酸酯、三壬基酚亞磷酸酯中的一種。
所述的酯交換抑制劑為磷酸二氫鹽，可以有效抑制PC樹脂與PHA樹脂間酯交換反應的發(fā)生，還可以與亞磷酸酯穩(wěn)定劑起到協(xié)同作用，提高亞磷酸酯的效率，減少穩(wěn)定劑用量。本發(fā)明更優(yōu)選的為磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈣中的一種。
一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)80～90份PC樹脂，110℃-115℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)6～16份PHA樹脂，30℃-35℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與2～3份穩(wěn)定劑以及1～2份酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500～2000轉(zhuǎn)/分，時間5～8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～300℃，擠出機轉(zhuǎn)速130～180轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
所述PHA樹脂具有可降解性，同PC樹脂共混，能夠提高材料體系的降解性能。
本發(fā)明中采用的PHA樹脂含有脂肪族長鏈結(jié)構，能夠降低PC分子鏈間的作用力，使分子鏈注塑過程中迅速達到穩(wěn)定狀態(tài)，不產(chǎn)生內(nèi)應力。
本發(fā)明中采用的PHA樹脂在PC樹脂中可以提高PC樹脂的熔融指數(shù)，使PC樹脂具有很好的流動性。
PC樹脂在改性、注塑過程中與PHA會發(fā)生酯交換，使PC樹脂力學性能降低，加入酯交換抑制劑，可以避免兩種樹脂間發(fā)生反應。
本發(fā)明下述實施例中所使用的PC樹脂來源于沙特基礎創(chuàng)新塑料公司。
本發(fā)明下述實施例中所使用的PHA樹脂中3-羥基-十二酸在共聚物中占摩爾比為65％,由深圳意可曼生物科技有限公司提供。
本發(fā)明下述實施例中所使用的穩(wěn)定劑來源于汽巴化學公司。
本發(fā)明下述實施例中所使用的磷酸二氫鹽來源于德陽瑞興化學有限公司。
實施例1
按照下文所述質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料
PC樹脂 80份
PHA樹脂 16份
穩(wěn)定劑三叔戊基苯酚亞磷酸酯 2份
酯交換抑制劑磷酸二氫鉀 2份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，110℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)將PHA樹脂，30℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與穩(wěn)定劑以及酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500轉(zhuǎn)/分，時間8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～280℃，擠出機轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
實施例2
按照下文所述質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料
PC樹脂 90份
PHA樹脂 6份
穩(wěn)定劑三壬基酚亞磷酸酯 3份
酯交換抑制劑磷酸二氫鉀 1份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，115℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)將PHA樹脂，35℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與穩(wěn)定劑以及酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度2000轉(zhuǎn)/分，時間5分鐘，高速混合，得到混合物；
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度220℃～290℃，擠出機轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料；
實施例3
按照下文所述質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料
PC樹脂 85份
PHA樹脂 11份
穩(wěn)定劑三叔戊基苯酚亞磷酸酯 2.5份
酯交換抑制劑磷酸二氫鉀 1.5份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，112℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)PHA樹脂，32℃除濕干燥至含水量小于100PPM；
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與穩(wěn)定劑以及酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1800轉(zhuǎn)/分，時間6分鐘，高速混合，得到混合物；
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度220℃～300℃，擠出機轉(zhuǎn)速170轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料；
為了衡量本專利技術方案的效果，選擇熔融指數(shù)為17.5g/10min的沙比克公司121R型PC樹脂作為空白樣與實施例對比。實施例1至實施例3的測試結(jié)果如表1所示。
表1實施例1-3和空白樣性能測試結(jié)果
表中數(shù)據(jù)表明本專利提供的技術可以顯著提高PC樹脂的熔融指數(shù)，力學性能沒有明顯改變，用于制作薄壁制品，變形比例明顯降低。
對比例1
PC樹脂 82份
PHA樹脂 16份
酯交換抑制劑磷酸二氫鉀 2份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，110℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)將PHA樹脂，30℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與酯交換抑制劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500轉(zhuǎn)/分，時間8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～280℃，擠出機轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
對比例2
按照下文所述質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料
PC樹脂 82份
PHA樹脂 16份
穩(wěn)定劑三叔戊基苯酚亞磷酸酯 2份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，110℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)將PHA樹脂，30℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與穩(wěn)定劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500轉(zhuǎn)/分，時間8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～280℃，擠出機轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
對比例3按照下文所述質(zhì)量份數(shù)比稱取各種原料
PC樹脂 81.5份
PHA樹脂 16份
穩(wěn)定劑三叔戊基苯酚亞磷酸酯 2份
酯交換抑制劑磷酸二氫鉀 0.5份
所述的一種薄壁注塑用PC/PHA塑料的制備方法，其包括步驟：
(a)將PC樹脂，110℃鼓風干燥至含水量小于100PPM。
(b)將PHA樹脂，30℃除濕干燥至含水量小于100PPM。
(c)將干燥后的PC樹脂、PHA樹脂與穩(wěn)定劑以及酯交換劑在常溫狀態(tài)下，混合速度1500轉(zhuǎn)/分，時間8分鐘，高速混合，得到混合物。
(d)將混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，擠出機溫度210℃～280℃，擠出機轉(zhuǎn)速130轉(zhuǎn)/分，得到薄壁注塑用PC/PHA塑料。
表2對比例1-3性能
從表1、表2數(shù)據(jù)可以看出穩(wěn)定劑可以有效阻止PC樹脂與PHA樹脂的降解，不添加穩(wěn)定劑，材料的力學性能回大幅降低，制品也會因強度不夠產(chǎn)生變形；酯交換抑制劑可以降低PC樹脂與PHA樹脂間的反應，不加入酯交換抑制劑或用量不足都會降低材料的力學性能及流動性。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。