具有增强韧性的玻璃纤维增强聚碳酸酯组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种聚碳酸酯组合物，包括：（ａ）４０～６９．５％质量的特性粘数为４３～５２ｍｌ／ｇ的芳族聚碳酸酯，（ｂ）３０～５０％质量的浸润玻璃纤维，（ｃ）０．５～５％质量的至少一种部分氢化的嵌段共聚物，该嵌段聚合物含有至少两个单烯基芳烃末端聚合物嵌段Ａ和至少一个共轭二烯中间聚合物嵌段Ｂ，以及（ｄ）可选的０～２５％质量的其它添加剂，并且其中（ａ）～（ｄ）之和是１００％。所述组合物增强了韧性，例如提高断裂伸长和耐环境应力开裂性，并具有高强度和刚性。本发明专利技术还涉及生产本发明专利技术所述聚碳酸酯组合物的方法，以及含有上述组合物的模制部件和含有所述模制部件的物品。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃纤维增强及弹性体改性聚碳酸酯组合物。本专利技术还涉及所述聚碳酸酯组合物的制备方法，以及包含该组合物的模制部件和包含所述模制部件的物品。所述聚碳酸酯聚合物已知于例如专利申请DE 3926904 A1中。该公开物描述了一种含30～93％质量的聚碳酸酯，5～50％质量的玻璃纤维和2～20％质量的至少一种弹性体.所述组合物优选包含6～15％质量的ABS作为弹性体，即橡胶状聚合物上至少有苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，该橡胶状聚合物至少含丁二烯，并可选地混有至少苯乙烯和丙烯腈的共聚物。玻璃纤维增强聚碳酸酯组合物含有较大量的玻璃纤维，如质量30～50％，表现出高刚性，强度和尺寸稳定性，并能用于制造可替换金属件的部件。所述组合物通常还显示出优良的韧性，特别是由该组合物制得的物件可表现出充足的断裂伸长以经受住例如拧入螺钉时产生的变形，而不形成龟裂和/或银纹。虽然已知聚碳酸酯是一种高韧性材料，但含有大于10％质量的玻璃纤维的玻璃纤维增强聚碳酸酯组合物更倾向于表现出脆性。聚合物组合物在很多情况下可通过添加很多增强韧性或提高冲击强度的弹性体以增强其韧性。DE 3926904 A1的已知聚碳酸酯组合物的缺陷在于其没有表现出所需的韧性，特别是当其含有较大量即30～50％质量的玻璃纤维时。因此，本专利技术的目的在于提供一种不具有上述缺陷或至少程度较轻的玻璃纤维增强及弹性体改性聚碳酸酯组合物。本专利技术的目的通过含有下述组分的聚碳酸酯组合物实现(a)40～69.5％质量的特性粘数为43～52ml/g的芳族聚碳酸酯；由聚碳酸酯的二氯甲烷溶液根据ISO 1268/4测量，(b)30～50％质量的浸润玻璃纤维，(c)0.5～5％质量的至少一种部分氢化的嵌段共聚物，该嵌段共聚物含有至少两个单烯基芳烃末端聚合物嵌段A和至少一个共轭二烯中间聚合物嵌段B，(d)以及任选的0～25％质量的其它添加剂，并且其中(a)～(d)之和是100％。本专利技术的聚碳酸酯组合物表现出高韧性，这可由例如拉伸试验中断裂伸长的增大加以证明。另一个优点是所述组合物还具有好的色彩和色彩稳定性。所述本专利技术组合物的另一优点是其含有较少量的弹性体，因此组合物表现出高强度和刚性。本专利技术还有一个优点是组合物表现出相对较低的熔体粘度，因此用其制造薄壁物品也没有问题。并且另一个优点是本专利技术的聚碳酸酯组合物表现出更高的对由某些化学品产生的龟裂形成的抵抗(改良ESCR，或耐环境应力开裂性)。由GB 2004284 A、DE 2839356 A1和US 4537930已知向聚碳酸酯中添加一些所述部分氢化的嵌段共聚物可提高很多性能，但这些公开物集中在未增强的组合物上，或玻璃纤维少于5％质量的组合物。所述公开物没有指出该措施对于提高含玻璃纤维30～50％质量的组合物的韧性同样有效，已知该组合物的破坏机理与未增强的聚碳酸酯不同。在EP 0053825 A1中提到为提高增强聚碳酸酯组合物的韧性，应采用未浸润纤维增强剂，并任选不多于10％质量的所述嵌段共聚物。另外还提到所述嵌段共聚物对刚性有不利影响，并且无论如何，如果在含有浸润增强纤维的组合物中使用嵌段共聚物仅导致冲击强度的微小提高。本专利技术的聚碳酸酯组合物其中含有40～69.5％质量的指定粘度的芳族聚碳酸酯。适宜的芳族聚碳酸酯有由至少一种二价酚和一种聚碳酸酯母体通过例如界面聚合方法制成的聚碳酸酯。可采用的适宜的二价酚有带一个或多个芳环的化合物，包括两个直接与形成芳环的一部分的碳原子相连的羟基。所述化合物的实例有4，4′-二羟基联苯、2，2-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、2，2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2，2-二-(3-氯-4-羟基苯基)-丙烷、2，2-二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-丙烷、2，4-二-(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、2，4-二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、4，4-二(4-羟基苯基)庚烷、二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-甲烷、1，1-二-(4-羟基苯基)-环己烷、1，1-二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-环己烷、2，2-(3，5，3′，5′-四氯-4，4′-二羟基联苯基)丙烷、2，2-(3，5，3′，5′-四溴-4，4′-二羟基联苯基)丙烷、(3，3′-二氯-4，4′-二羟基苯基)甲烷、二-(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-砜、二-4-羟基苯基砜、二-4-羟基苯基硫醚。碳酸酯母体可为羰基卤化物、卤代甲酸酯或碳酸酯。羰基卤化物的实例有羰基氯和羰基溴。适宜的卤代甲酸酯实例有二价酚如氢醌或二元醇如1，2-亚乙基二醇的二-卤代甲酸酯。适宜的碳酸酯实例有碳酸二苯酯、碳酸二氯苯酯、碳酸二溴苯酯、碳酸二烷基苯酯、碳酸苯基甲苯酯以及相似物和其混合物。虽然也可使用其它的碳酸酯母体，但优选使用羰基卤化物，特别是羰基氯，也称为光气。本专利技术组合物中的芳族聚碳酸酯的制备可使用催化剂、酸性受体和用于控制分子量的化合物。催化剂的实例有叔胺如三乙胺、三丙胺和N，N-二甲基苯胺，季胺化合物如溴化四乙铵，以及季鏻化合物如甲基三苯基溴化鏻。有机酸受体的实例有吡啶、三乙胺、二甲基苯胺等。无机酸受体的实例有碱金属或碱土金属的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐和磷酸盐。用于控制分子量的化合物的实例有一价酚如苯酚、对-烷基酚和对溴苯酚以及仲胺。所述聚碳酸酯及其制备和性能已在如Encycl.Polym.Sci.Eng.，11，648～718页(Wiley，New York，1988)和Kunststoff Handbuch，3/1，117～297页(HanserVerlag，Muenchen，1992)中有详细描述。本专利技术的组合物含有在二氯甲烷中测量特性粘数(LVN)为43～52ml/g的聚碳酸酯。聚碳酸酯粘度较低导致组合物韧性过低，而粘度较高对玻璃纤维的分散性和组合物的熔体流动产生负面影响。因此，组合物中所用的聚碳酸酯优选特性粘数为44～50，更优选45～48ml/g。本专利技术的组合物优选包含由双酚A和光气以及少量任选的其它含有一个、两个或两个以上反应基团的化合物作为共聚单体，例如用于控制熔体粘度，生成的聚碳酸酯。本专利技术的聚碳酸酯组合物包含除其它物质外30～50％质量的浸润玻璃纤维。适宜的玻璃纤维通常直径为5～25微米，优选7～15微米。浸润玻璃纤维被理解为表示经涂覆或上浆，设计用于提高加工性能和与聚碳酸酯之间粘合的纤维。上述优化用于聚碳酸酯的浸润玻璃纤维在市场上有售。玻璃纤维可以为几毫米长的切断形式(又称为短切纤维)添加到本专利技术的组合物中。然而，组合物也可含有以连续纤维态(“粗纱”)送入压出机的玻璃纤维。聚碳酸酯组合物优选含有短切纤维，本专利技术组合物中玻璃纤维的平均长度可在宽限度内变化，但平均长度优选约0.1～0.5mm。长度较大的优点在于组合物强度更高，而短纤维增强组合物的加工性能。另一个优点在于由其制成的物品具有更好的各向同性。本专利技术的聚碳酸酯组合物还含有0.5～5％质量的至少一种部分氢化的氢化嵌段共聚物，该嵌段共聚物含有至少两个单烯基芳烃末端聚合物嵌段A和至少一个共轭二烯中间聚合物嵌段B.适宜的部分氢化嵌段共聚物含有至少两个平均分子量为5,000～125,000的单烯基芳烃末端聚合物嵌段A和至少一个平均分子量为100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃纤维增强及弹性体改性的聚碳酸酯组合物，含有下述组分：（ａ）４０～６９．５％质量的特性粘数为４３～５２ｍｌ／ｇ的芳族聚碳酸酯；由聚碳酸酯的二氯甲烷溶液根据ＩＳＯ１２６８／４测量，（ｂ）３０～５０％质量的浸润玻璃纤维，（ｃ）０．５～５％质量的至少一种部分氢化的嵌段共聚物，其含有至少两个单烯基芳烃末端聚合物嵌段Ａ和至少一个共轭二烯中间聚合物嵌段Ｂ，以及任选的（ｄ）０～２５％质量的其它添加剂，其中（ａ）～（ｄ）之和是１００％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EAA范哈廷斯维德特，MLM博斯，
申请(专利权)人：DSMIP财产有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]