[发明专利]一种含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚碳酸酯合金材料及其制备领域，特别涉及一种含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)具有优异的耐热性、韧性和尺寸稳定性，在汽车、电子电器等领域应用广泛。但是，PC熔体黏度高、流动性差、加工成型困难，尤其是形状复杂、薄壁制品，在注塑成型时容易发生充模不完全等问题。

通过将PC与其它高分子共混复合制备合金材料是改善上述加工与性能缺陷的有效途径之一。例如，文献[Pham HT，Weckle CL，Ceraso JM.Adv.Mater.2000 12(23)：1881-1885]报道了在PC中添加ABS，所制备的合金材料具有显著提高的流动性，ABS在PC基体中形成的分散相可提高PC的耐缺口冲击强度并减轻应力开裂。CN1060192C公开了在PC中添加热致液晶高分子，提高合金材料的力学性能。CN1699473A公开了含有PC、颗粒填料和热致液晶高分子的合金材料，具有优异的流动性和尺寸稳定性，可应用于大型薄壁制件及结构精细的制件。上述合金材料中的PC、ABS、液晶高分子等仍然是石油基高分子，同时液晶高分子成本较高，不利于PC合金材料的推广应用。

近年来，随着石油等不可再生资源的日渐枯竭，以天然可再生资源为原料的生物基高分子材料受到高度重视。目前，已实现产业化规模的生物基高分子包括聚乳酸(PLA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸/4-羟基丁酸共聚物[P(3HB-co-4HB)]、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。这些生物基高分子除具有生物基特性外，还能在土壤或堆肥条件下分解为二氧化碳、水和生物质，因此不对环境构成污染。开发含有生物基高分子成分的塑料品种有利于满足环保与可持续发展要求，因而具有可观的市场和社会效益。

CN101747611A公开了聚乳酸/聚碳酸酯组合物及其模制制品，其成分包括10～90wt％重量份数的聚碳酸酯和10～90wt％重量份数的聚乳酸，还包括阻燃剂、丙烯酸类共聚物和抗冲增强剂，该组合物具有良好的耐热性、抗冲强度、阻燃性和机械性能，但没有公开该组合物的加工性能如熔体流动性。

CN102020834A公开了聚乳酸/聚碳酸酯合金材料、其制备方法及其应用，其成分包括10～90重量份数的聚碳酸酯和10～90重量份数的聚乳酸，还包括1～20份的液晶高分子及1～25份的增韧剂，该组合物具有良好的物理机械性能、冲击强度、弯曲模量及热变形温度，同时加工性能优异，但这种改善主要依赖于液晶高分子的加入，由于液晶高分子价格较高，使得制品成本提高。

可见，目前公知方法制备的含有生物基高分子的聚碳酸酯合金材料并未从根本上解决此类材料熔体黏度高、流动性差和缺口敏感性大、在应力下易开裂等问题。通过加入液晶高分子固然能够降低体系的熔体黏度，但也带来塑料成本的上升。因此，亟待开发新的含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料及其制备方法，以满足形状复杂、薄壁制品在加工成型时对材料高流动性的要求，同时解决制品的缺口敏感性大、在应力下易开裂等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料及其制备方法，该聚碳酸酯合金材料在较低的挤出温度和挤出压力下具有较好的加工流动性，并且具有绿色环保特性和良好的力学性能，其制备方法能有效提高生产效率并改善制品质量。

本发明的一种含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料，原料包括如下组分：按质量份数计，

所述聚碳酸酯为双酚A类直链聚碳酸酯，300℃时熔融指数为2～14g/10min。

所述生物基高分子为聚羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸/4-羟基丁酸共聚物[P(3HB-co-4HB)]、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的一种或两种，190℃时的熔融指数为40～160g/10min。

所述锡类催化剂为辛酸亚锡或二丁基二月桂酸锡。

本发明的一种含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料的制备方法，包括：

(1)分别将聚碳酸酯和生物基高分子进行真空干燥；按质量份数，将65～95份的聚碳酸酯、5～35份的生物基高分子、0.5～4.5份的异氰酸酯和0.05～0.45份的锡类催化剂进行混合，得混合料；

(2)将上述混合料熔融，然后在215～255℃的挤出温度和30～70MPa的挤出压力下通过纵截面为半双曲线形状的模口挤出到模具中成型，即得含生物基高分子的聚碳酸酯合金材料。

所述步骤(2)中的模口直径为1.5～2.0mm，长径比为9～10。