[发明专利]一种用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子聚合技术，具体涉及一种用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒，包括35～45份炭黑，聚碳酸酯载体树脂45～55份，分散剂10～15份，聚合物加工助剂0.01～0.05份和抗氧化剂0.1～1份。本发明还提供了一种用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒的制备方法。本发明的用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒具有分散性极佳、黑度高、光泽高、加工流动性佳和低温抗冲击强度佳等特点，与聚碳酸酯工程塑料具有极好的相容性。

技术领域

本发明属于高分子聚合技术领域，更具体地，涉及一种聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒及其制备方法。

背景技术

炭黑是一种无定型碳，其表面积范围为10～3000m²/g，粒子尺寸为10～ 100nm。炭黑作为一种黑色着色剂，着色力强，还具有填充、增强、抗老化和抗静电等优异性能，广泛应用于塑料和橡胶领域。炭黑在塑料生产中加入时，会造成颗粒飞扬和灰尘等污染问题。为了解决该问题，塑胶行业逐渐改用炭黑母粒而不直接使用炭黑。但是炭黑是最难分散的颜料之一，而且炭黑的原生粒径越小，比表面积越大，炭黑聚集体之间的分子间作用力越强，分散越难，而炭黑的分散性和粒径影响着炭黑母粒的黑度和着色力。为了改善炭黑在载体树脂中的分散程度，目前通用的方法是在制备过程中加入聚乙烯蜡、EBS等分散剂，但是这类分散剂会造成塑料性能下降。因此研究特殊的分散剂替代这类分散剂制备高性能的炭黑母粒一直是本领域亟待解决的问题。

用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒一般使用聚碳酸酯作为载体树脂，这样可以避免炭黑母粒与聚碳酸酯工程塑料产生相容性问题。聚碳酸酯，简称PC，是一种非晶型工程塑料，由于其具有高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广等机械特性而广泛应用于各个领域，但是其耐磨性、耐油性和耐低温冲击性不太理想，并且其流动特性较差，给注塑带来了一定的麻烦。

因此，制备用于PC工程塑料的炭黑母粒时，不仅要考虑到炭黑在PC工程塑料中的分散性问题，还要考虑到如何提升PC树脂的性能问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒。

本发明的另一目的在于提供一种制备用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于聚碳酸酯工程塑料的炭黑母粒，包括35～45份炭黑，聚碳酸酯载体树脂45～55份，分散剂10～15份，聚合物加工助剂0.01～0.05份和抗氧化剂0.1～1份；

所述分散剂包含用下式(Ⅰ)表示的化合物：

其中，R1表示为热塑性聚氨酯弹性体链段；所述R2和R3各自独立地表示为多元羧酸残基；R4表示为C2丙烯酸酯基。

本发明通过使用同时含有极性基团、联苯基团和热塑性聚氨酯弹性体 (TPU)链段的分散剂，使分散剂通过多个极性基团与炭黑母粒上的羟基、羧基等基团形成氢键，通过联苯基团与聚碳酸酯的苯环形成大π共轭效应，加上 TPU的长链，使炭黑粒子间产生空间位阻，破坏炭黑粒子间的内聚力，把炭黑粒子分隔开，达到极佳的分散效果；分散剂具有的整体结构能有效降低聚碳酸酯载体树脂的熔体粘度，提高加工流动性，进一步增加了炭黑在聚碳酸酯载体树脂中的分散性。

TPU具有其它塑料材料无法比拟的高强度、高韧性、耐寒性和耐油性等特性，但是TPU与PC的相容性不佳。本发明通过将TPU接枝在分散剂上的方式加入到炭黑母粒中，解决了TPU与PC的相容性问题。TPU的引入提高了炭黑母粒的耐磨性、耐溶剂性和低温抗冲击性。

优选地，所述分散剂的制备方法包括如下步骤：

S11.采用含至少四个羟基的多元醇与巯基丙酸进行部分酯化反应得到第一中间体；