[发明专利]一种具有增容功能的聚碳酸酯低温增韧母粒的制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种具有增容功能的聚碳酸酯低温增韧母粒的制备方法和应用。制备方法包括(1)增容剂的制备：以含乙烯基的硅油，苯乙烯，丙烯腈为共聚单体，在引发剂存在下，通过自由基共聚制得苯乙烯‑丙烯腈‑硅油三元共聚物，以此作为增容剂；(2)增容剂改性：按照比例将苯乙烯‑丙烯腈‑硅油三元共聚物和接枝单体在引发剂存在下进行接枝改性，制得改性增容剂；(3)增韧母粒的制备：按照比例将聚碳酸酯、改性增容剂、液体硅橡胶通过密炼‑挤出‑造粒系统制得具有增容作用的低温增韧母粒。并将所述方法制备的低温增韧母粒加入PC树脂中实现对其低温韧性的改进。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种具有增容功能的聚碳酸酯低温增韧母粒的制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯基的一类聚合物，以双酚A型PC 为主。PC具有较高的玻璃化转变温度(145-155℃)，粘流温度高，熔体粘度大，刚性苯环结构使其受外力作用下形变量小，制品尺寸稳定。PC具有优异的拉伸强度，且在常温下具有较高的冲击强度，然而，在实际应用中，PC仍然存在一些缺点，刚性苯环结构限制了PC分子链间的取向，受到外力作用后，取向不容易松弛，分子链残余内应力难以消除，内应力被冻结，使PC制品容易产生应力开裂的现象。随温度降低，PC的缺口敏感性明显增大，在0℃以下的冲击强度远远低于常温，限制PC的应用范围，在一些超低温的场合(低于-40℃)，往往采用聚氨酯或环氧树脂，这无疑增加了材料成本。

在PC的低温增韧改性方面，含橡胶软段的聚合物是常用的增韧剂，能有效改善PC的缺口敏感性，提高冲击低温强度。如中国发明专利申请CN102746631A 采用不同合成方法制备的ABS树脂对PC进行低温增韧，中国专利申请 CN103073866A采用具有核壳结构的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物协同ABS 低温增韧PC，-40℃时的缺口冲击强度最高可达65kJ/m²，中国专利申请 CN105418835A采用种子乳液聚合制备了丙烯酸类核壳粒子并用于低温增韧PC。然而，苯乙烯类以及ACR类弹性体对PC的低温增韧效果有限。

相对于上述增韧剂分子结构中软段，有机硅类聚合物中Si-O键的柔性更高，具有极低的玻璃化转变温度(T_g)，如线型聚二甲基硅氧烷的T_g约为-124℃，可用作理想的PC低温增韧剂，然有机硅类材料的惰性较大，与PC的相容性极差，要实现较好的低温增韧效果，首先需要解决相容性的问题。中国专利申请 CN108752593A制备了有机硅氧烷-聚碳酸酯共聚物，在低温下具有较好的抗冲击强度，此共聚物可以作为PC的低温增韧剂并提高有机硅与PC的相容性，然而合成工艺条件比较苛刻，目前仍未有国产化的商品。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种具有增容功能的聚碳酸酯低温增韧母粒的制备和增韧方法。为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种具有增容功能的聚碳酸酯低温增韧母粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含乙烯基的硅油，苯乙烯，丙烯腈混合均匀，记为油相，另将乳化剂与水在一定温度下搅拌充分乳化，记为水相，然后将油相与水相混合，并在一定温度下持续搅拌至形成稳定乳液，再加入一定比例的引发剂进行乳液聚合，反应结束后破乳，固体产物经过滤和洗涤后干燥至恒重，得苯乙烯-丙烯腈-硅油三元共聚物增容剂。

其中，苯乙烯与丙烯腈的质量比为2:1-3:1，苯乙烯与硅油的质量比为 1:1-2:1；

硅油为甲基乙烯基硅油、甲基苯基乙烯基硅油中的一种，分子量为2-6万。

引发剂为过硫酸盐类引发剂，引发剂用量为单体总质量的0.2-0.5％；

乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种复配乳化剂，用量为单体总质量的2％-5％；