[其他]聚碳酸酯与聚乙烯分步共混工艺

说明书

本发明属于聚合物共混物的技术领域。

聚碳酸酯（PC）是一种性能优异的工程塑料，它与低压聚乙烯（HDPE）共混制成的聚碳酸酯合金材料，具有高冲击韧性、良好的耐候性和耐沸水性能（见日本特许昭40-13663）。以后有关聚碳酸酯与其他各种聚合物的共混合金材料的专利陆续有报导（美国专利3130117U·S·P3130117;日本特许昭43-18611）。以上这些共混合金材料都用直接共混法来制备，即将已经配好料的聚碳酸酯与聚乙烯颗粒，放入挤出机中进行熔融共混，切粒后，将混合好的合金材料放入注射机注塑成制品。用直接共混法制成的聚碳酸酯-聚乙烯合金材料能明显改善聚碳酸酯冲击韧性、耐沸水性等性能;但是在直接共混法中全部聚碳酸酯先在挤出机中，后又在注射机中熔融加热，因而降解比较显著，影响聚碳酸酯合金性能的进一步改善。在聚碳酸酯原料分子量低于28，000的情况下，则会因直接共混法造成的分子量降解，使聚碳酸酯-聚乙烯合金性能显著降低，不能满足使用要求。例如用这种材料制成的纬纱管，其冲击性能只有1kg-m左右，无法在纺纱厂中应用。

在聚碳酸酯-聚乙烯合金中，聚乙烯是分散相结构，其形态结构以及聚碳酸酯本身分子量的高低是影响该种合金性能的重要因素。在原料一定的情况下，这两种因素由共混工艺决定。

本发明的目的是要寻找一种合理的共混工艺，使聚碳酸酯与聚乙烯混合过程中，分子量降解尽可能减少，而更重要的是形成类似木材那样的层状结构，以进一步提高其冲击性能、耐沸水性能。

本发明的要点是分两步进行聚碳酸酯（PC）和聚乙烯（PE）的混炼。第一步是在挤出机中熔融共混制备高PE含量的PC/PE合金粒料，例如PE含量为15～30份，PC为100份（重量）;第二步是将制成的高PE含量的PC/PE合金材料和等重量PC在螺杆式注射机中混合注射成制品。共混温度范围为200℃～290℃。在本发明中使用的聚碳酸酯，可以是分子量为28，000～35，000的光气法生产的双酚A型PC，也可以是酯交换法生产的分子量为26，000～28，000的双酚A型聚碳酸酯。所用的聚乙烯可以是低压聚乙烯，其熔融指数为0.1～1.5克/10分。在注射成型工艺中，以慢速注射工艺为好，即注射时只用小泵供油，大泵关闭。第一步熔融共混可以在普通挤出机中进行，也可以在双螺杆排气式挤出机中进行。

现将本发明详细叙述如下：

称好15～30份重量的PE和100份重量的PC，在常温下将两种聚合物混匀。然后放入挤出机料斗，在挤出机中进行第一次熔融共混，切粒后得高含量PE的PC/PE合金材料。将制得的合金材料与等重量的PC在室温下混合均匀，然后加到螺杆式注射机注塑成制品（例如纬纱管），在注射机料筒中塑化时，又经受了第二次熔融共混。

分步共混法使一部分聚碳酸酯原料在共混过程中只是在注射机中进行一次共混注射，避免了两次受热降解，大大减少了分子量的降解;而且应用扫描电镜及裂解色谱所获得的资料表明，制品内部是一种类似木材样的分层结构，因此有利于提高PC/PE合金制品的耐冲击性能和耐沸水性能。与一步直接共混比较，在原料相同的情况下，由本法制得的合金制品，冲击性能一般提高30～50%，而其耐沸水性能则能提高10～50%，使不宜制做纬纱管的分子量低于28，000的聚碳酸酯也能用于制造纬纱管，经济效益显著。

下面是本发明的实施例。

例一

PC原料：上海染化二厂酯交换法产品，M＝26，500

PE原料：上海高桥化工厂的低压PEJ-1

第一步共混

配方：PC∶PE＝100∶15（重量比）

共混设备：φ24普通螺杆挤出机，螺杆转速：20～80转/分

操作温度：机头250℃～270℃

机筒250℃（前）260℃（中）230℃（后）

∫∫∫

280℃280℃250℃

第二步共混

在125克注射机中将第一步共混得到的PC/PE合金与等重量PC共混注射成纬纱管，然后测试纬纱管冲击性能及耐沸水性能。

操作温度：前中后机头电压120V

250℃250℃180℃

∫∫∫

280℃280℃180℃

预塑转速：43转/分

注射背压：5～20kg/cm²