本發明涉及熱塑性材料技術領域，特別涉及一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物及其制備方法。
背景技術：
聚碳酸酯樹脂因為其特有的結合了良好的機械性能和物理性能，是眾所周知的并長期以來被用于各種應用中，但是其抗沖擊性對于某些結構應用是不夠的。在聚碳酸酯中摻合玻璃纖維可以較大程度地克服這一缺點，但是卻對模塑件的外觀造成不利的影響。聚碳酸酯與熱塑性聚酯的共混料是已知的。含有這類共混料地商品組合物可以商購，例如作為Makroblend組合物從拜爾材料科學有限公司(Bayer MaterialScience)購得。
納米粘土，即粒度小于100納米的粘土，可以從市場上購得。它們在聚合物基質中的效用已經被廣泛揭示，納米復合材料是一類具有顆粒尺度在1-100納米范圍的相的特征的材料。本技術領域中已經認識到，與包括微小粒度顆粒和大粒度顆粒在內的它們的對應物相比，在聚合物基質中包括這些材料，可以使復合物具有更好的機械性能。
現有的納米粘土復合材料為了使得粘土能夠有效的分散在聚合物基體中，其通常通過長鏈有機陽離子之類的溶脹劑插入或吸附在粘土的相鄰層之間，從而增加有機粘土的分散程度，但是該類方法形成的納米復合組合物雖然會對材料的強度等力學性能進行了一定程度的改善，但是對于抗沖擊性能的改善是不夠的。為了改善常用工程塑料的整體性能，擴大其應用范圍，通過改善復合材料的抗沖擊性能具有重要的意義。
技術實現要素：
基于背景技術中存在的問題，本發明提出了一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物及其制備方法，由此所制備得到的熱塑性模塑組合物抗沖擊性能優異，且加工性能良好。
本發明提出的一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，其原料按重量份包括：聚碳酸酯35-55份、聚酯樹脂30-45份、環氧官能性低聚物15-30份、納米粘土8-15份、氧化鎂2-4份、氧化鋁1-2份、鋁礬土粉5-6份、硼化釩1-2份、苯乙烯樹脂2-5份、抗氧劑0.1-0.5份、填充油2-5份、防紫外線添加劑0.5-2份；
其中，制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：將甘油進行聚合反應得到聚合甘油后，再加入花生四烯酸進行酯化得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯，經雙氧水環氧化后，加入氫氧化溶液開環聚合，得到所述環氧官能性低聚物。
優選地，所述聚碳酸酯的重均分子量為10000-200000，其熔融指數依據ASTM D1238，在300℃和1.2千克條件下測定為25-55g/10min。
優選地，所述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸-1,4-環己烷二甲醇酯中的一種或者多種的組合。
優選地，制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：按重量份將甘油10份加熱至230-270℃，在氮氣保護的條件下，加入氫氧化鈉作為催化劑進行聚合反應，反應120-160min后冷卻至室溫，過濾，洗滌得到聚合甘油；向所述聚合甘油中加入花生四烯酸32-45份，升溫至210-240℃后，加入鈦酸四丁酯作為催化劑進行酯化反應，反應結束后蒸餾，堿洗，干燥，得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯；向所述聚合甘油不飽和脂肪酸酯中加入雙氧水72-95份，升溫至40-50℃后，加入對甲苯磺酸作為催化劑進行環氧化反應，反應結束后分液，洗滌，干燥，再加入氫氧化鈉溶液10-50份進行開環聚合，超聲振蕩30-50min后，調節反應液pH至為7-8后洗滌，干燥，得到所述環氧官能性低聚物。
優選地，所述納米粘土為蒙脫土、囊脫石、膨潤土、富鉻綠脫石、鋰蒙脫石、合成氟云母、皂石、鋅蒙脫石、麥羥硅鈉石、水羥硅鈉石、硅鎂石、蛭石、高嶺土、水滑石中的一種或者多種的組合。
優選地，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和/或三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
優選地，所述填充油為環烷油和/或石蠟油。
優選地，所述防紫外線添加劑為2-(2′-羥基-3′，5′-雙(a,a-二甲基芐基)苯基)苯并三唑和/或2-(2′-羥基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑。
一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物的制備方法，包括：按配方將聚碳酸酯、聚酯樹脂、環氧官能性低聚物、納米粘土、氧化鎂、氧化鋁、鋁礬土粉、硼化釩、苯乙烯樹脂、抗氧劑、填充油、防紫外線添加劑加入捏合機中進行捏合，得到預混料；將所述預混料送入雙螺桿擠出機中進行塑煉，切粒，得到所述高抗沖擊的熱塑性模塑組合物。
本發明所述熱塑性模塑組合物中，通過在聚碳酸酯基料中加入聚酯樹脂，具有顯著提高所述組合物彈性，降低硬度的效果；此后為了改善模塑組合物材料的抗沖擊強度性能，通過加入由甘油、花生四烯酸合成的聚合甘油不飽和脂肪酸酯，再經過雙氧水環氧化后得到的環氧官能性單體，接著加入氫氧化鈉溶液進行開環聚合，得到一種環氧官能性低聚物，該低聚物可以對組合物中引入的納米粘土以及氧化鎂、氧化鋁、鋁礬土粉、硼化釩無機化合物等進行良好分散，利用在加熱或光照條件下對低聚物進行固化后，不僅可以對聚合物基體進行良好相容，而且當組合物暴露于很高溫度環境時，可以在原位形成玻璃樣的保護性層狀結構，有效改善了模塑組合物材料的抗沖擊性能，甚至是阻燃性能；而且由于納米粘土具有層狀結構，其層狀結構被環氧官能性低聚物剝離后，經后續固化反應，其在聚合基體中仍然能夠以高取向度的形成存在，從而更加有利于玻璃樣保護性層狀結構的形成，增強了該保護層狀結構的改性作用；此后本發明中還加入了特定配比的抗沖擊苯乙烯樹脂，提升了熱塑性模塑組合物韌性的同時，加入的一定含量的抗氧劑、填充油以及防紫外線添加劑等，還使得熱塑性模塑組合物材料具有良好的加工性能和抗老化性能。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，其原料按重量份包括：聚碳酸酯35份、聚酯樹脂45份、環氧官能性低聚物15份、納米蒙脫土15份、氧化鎂2份、氧化鋁2份、鋁礬土粉5份、硼化釩2份、苯乙烯樹脂2份、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份、環烷油2份、2-(2′-羥基-3′，5′-雙(a,a-二甲基芐基)苯基)苯并三唑2份；
其中，制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：按重量份將甘油10份加熱至230℃，在氮氣保護的條件下，加入氫氧化鈉作為催化劑進行聚合反應，反應160min后冷卻至室溫，過濾，洗滌得到聚合甘油；向所述聚合甘油中加入花生四烯酸32份，升溫至240℃后，加入鈦酸四丁酯作為催化劑進行酯化反應，反應結束后蒸餾，堿洗，干燥，得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯；向所述聚合甘油不飽和脂肪酸酯中加入雙氧水72份，升溫至50℃后，加入對甲苯磺酸作為催化劑進行環氧化反應，反應結束后分液，洗滌，干燥，再加入氫氧化鈉溶液10份進行開環聚合，超聲振蕩50min后，調節反應液pH至為7后洗滌，干燥，得到所述環氧官能性低聚物。
實施例2
一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，其原料按重量份包括：聚碳酸酯55份、聚酯樹脂30份、環氧官能性低聚物30份、納米粘土8份、氧化鎂4份、氧化鋁1份、鋁礬土粉6份、硼化釩1份、苯乙烯樹脂5份、抗氧劑0.1份、填充油5份、防紫外線添加劑0.5份；
其中，所述聚碳酸酯的重均分子量為10000，其熔融指數依據ASTM D1238，在300℃和1.2千克條件下測定為55g/10min；所述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸乙二醇酯；
制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：按重量份將甘油10份加熱至270℃，在氮氣保護的條件下，加入氫氧化鈉作為催化劑進行聚合反應，反應120min后冷卻至室溫，過濾，洗滌得到聚合甘油；向所述聚合甘油中加入花生四烯酸45份，升溫至210℃后，加入鈦酸四丁酯作為催化劑進行酯化反應，反應結束后蒸餾，堿洗，干燥，得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯；向所述聚合甘油不飽和脂肪酸酯中加入雙氧水95份，升溫至40℃后，加入對甲苯磺酸作為催化劑進行環氧化反應，反應結束后分液，洗滌，干燥，再加入氫氧化鈉溶液50份進行開環聚合，超聲振蕩30min后，調節反應液pH至為8后洗滌，干燥，得到所述環氧官能性低聚物；
所述納米粘土為囊脫石、膨潤土和富鉻綠脫石；所述抗氧劑為三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯；所述填充油為石蠟油；所述防紫外線添加劑為2-(2′-羥基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑。
實施例3
一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，其原料按重量份包括：聚碳酸酯45份、聚酯樹脂35份、環氧官能性低聚物25份、納米粘土12份、氧化鎂3份、氧化鋁1.5份、鋁礬土粉5.5份、硼化釩1.5份、苯乙烯樹脂3份、抗氧劑0.3份、填充油3份、防紫外線添加劑1份；
其中，所述聚碳酸酯的重均分子量為200000，其熔融指數依據ASTM D1238，在300℃和1.2千克條件下測定為25g/10min；所述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸丁二醇酯；
制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：按重量份將甘油10份加熱至250℃，在氮氣保護的條件下，加入氫氧化鈉作為催化劑進行聚合反應，反應140min后冷卻至室溫，過濾，洗滌得到聚合甘油；向所述聚合甘油中加入花生四烯酸38份，升溫至220℃后，加入鈦酸四丁酯作為催化劑進行酯化反應，反應結束后蒸餾，堿洗，干燥，得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯；向所述聚合甘油不飽和脂肪酸酯中加入雙氧水83份，升溫至45℃后，加入對甲苯磺酸作為催化劑進行環氧化反應，反應結束后分液，洗滌，干燥，再加入氫氧化鈉溶液30份進行開環聚合，超聲振蕩40min后，調節反應液pH至為7后洗滌，干燥，得到所述環氧官能性低聚物；
所述納米粘土為鋰蒙脫石、合成氟云母、皂石、鋅蒙脫石和麥羥硅鈉石；所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯；所述填充油為環烷油和石蠟油；所述防紫外線添加劑為2-(2′-羥基-3′，5′-雙(a,a-二甲基芐基)苯基)苯并三唑和2-(2′-羥基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑。
實施例4
一種高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，其原料按重量份包括：聚碳酸酯40份、聚酯樹脂40份、環氧官能性低聚物20份、納米粘土10份、氧化鎂3.5份、氧化鋁1.8份、鋁礬土粉5.3份、硼化釩1.2份、苯乙烯樹脂4份、抗氧劑0.4份、填充油4份、防紫外線添加劑1.5份；
其中，所述聚碳酸酯的重均分子量為100000，其熔融指數依據ASTM D1238，在300℃和1.2千克條件下測定為40g/10min；所述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸丙二酯和聚萘二甲酸丁二醇酯；
制備所述環氧官能性低聚物的方法包括：按重量份將甘油10份加熱至260℃，在氮氣保護的條件下，加入氫氧化鈉作為催化劑進行聚合反應，反應150min后冷卻至室溫，過濾，洗滌得到聚合甘油；向所述聚合甘油中加入花生四烯酸40份，升溫至230℃后，加入鈦酸四丁酯作為催化劑進行酯化反應，反應結束后蒸餾，堿洗，干燥，得到聚合甘油不飽和脂肪酸酯；向所述聚合甘油不飽和脂肪酸酯中加入雙氧水85份，升溫至46℃后，加入對甲苯磺酸作為催化劑進行環氧化反應，反應結束后分液，洗滌，干燥，再加入氫氧化鈉溶液40份進行開環聚合，超聲振蕩35min后，調節反應液pH至為8后洗滌，干燥，得到所述環氧官能性低聚物；
所述納米粘土為水羥硅鈉石、硅鎂石、蛭石、高嶺土和水滑石；所述抗氧劑為三[2，4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯；所述填充油為環烷油；所述防紫外線添加劑為2-(2′-羥基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑。
上述實施例1-4所述高抗沖擊的熱塑性模塑組合物的制備方法包括：按配方將聚碳酸酯、聚酯樹脂、環氧官能性低聚物、納米粘土、氧化鎂、氧化鋁、鋁礬土粉、硼化釩、苯乙烯樹脂、抗氧劑、填充油、防紫外線添加劑加入捏合機中進行捏合，得到預混料；將所述預混料送入雙螺桿擠出機中進行塑煉，切粒，得到所述高抗沖擊的熱塑性模塑組合物。
將上述實施例1-4中所述高抗沖擊的熱塑性模塑組合物進行性能測試，結果如下表所示：
根據上表分析可知，通過上述實施例1-4的方案能夠獲得的高抗沖擊的熱塑性模塑組合物，依據ISO179試驗標準，測定了組合物的帶缺口簡支梁沖擊強度達到63KJ/m2以上，1.6mm厚度燃燒阻燃UL94標準VO等級，并能通過UL1581VW-1垂直燃燒試驗；
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。