耐喷漆PC的制备及应用

表明，使用结晶聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂可显著提高PC的耐溶剂性能，同时配合耐高温树脂的加入，保 证材料可通过125 C球压测试和850 C灼热丝测试，使其能够满足墙壁开关的行业要求。关键词：聚碳酸酯；聚对苯二甲酸丁二醇酯；墙壁开关；球压doi： 10. 3969/j. issn. 1005-5770. 2019. 07. 006中图分类号：TQ323. 4 文献标识码：A 文章编号：1005-5770 （2019） 07-0023-04Preparation of Paint Resistance PC and Its Application

DONG Xiany-mco1,2 , ZHAO Ti-peny3, CEN Yin3, TIAN Zheny-yu2 ,

Al Jun-wei3, TONG Wei3, DINGchao3( 1 .Jcangsu EngcneeecngTechnoeogyReseaech CenteeooPoeymeeAeoyMateecaes，Jcangsu KcngoaSccence& TechnoeogyAdeanced MateecaesCo. , Ltd. , Suihou 215333, Chcna；2. Shangha cEng cnee ecng Resea ech CenteeooFunctconaecicngEngcneeecngPeastccs, ShanghacKcngoaSccenceand TechnoeogyCo. , Ltd. , Shanghac201714, Chcna；3 .NatconaeEngcneeecngLaboeatoeyooePeastccModcoccatcon and Peocescng, KcngoaSccence

and TechnoeogyCo. , Ltd. , Guangihou 510520, Chcna)Abstract: Walt switches were made of PC usuaCy, which was characterized by high heat resistance and high toughness,

makcngcta teadctconaematecaeusGd cn thcsoced. SomGswctchGs nGGdGd to bG pacntd, and thGpo eyca ebonat ( PC )

pGeooemancGwassGecouseydGgeadGd aotethGpacntwasatachGd, and thGe wasaecsk oobeGakagG.ThGeooe thGmodcoccatcon oo

polycarbonate for its paint and solvent resistant was studied. The esufs show that the use of cestaCine polybutylenc

teeephthaeate ( PBT) eescn coued cmpeoeethesoeeenteescstanceoKPCscgncccantey, and wcth theaddctcon oKhcgh tempeeatuee

eescstanteescn, themateecaycouyd pasthe125 C baypeesueetestand 850 C gyow wceetest. Theeeoeectcouyd meetthe

cndusteyeequceementsoKwayswctch.Keyworde: Polycarbonate； Polybutylenc Terephthalate； Wall Switches； Ball Pressure双酚A型聚碳酸酯（PC）是一种综合性能比较 会做喷漆后处理％在喷漆过程中，分别使用到底漆、

优异的工程塑料，由于分子链比较刚硬，运动活性 稀释剂和油漆，这其中必然使用苯类、醴类等溶剂,

这两类溶剂对底材，尤其是PC树脂会造成很大程度

差，常规状态下PC是处于一种非晶状态，这也就导 致其耐化学溶剂侵蚀性能不好[1] %PC可用作墙壁开关料，主要基于其高耐温（热

的溶解、腐蚀％喷漆后续的烘烤固化工艺又会进一步 加速这一现象，因为高温下溶剂运动速度会更快⑶％聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）为结晶性热塑性

变形温度约130 C）、高强度、高韧性，且PC树脂

本身具备一定的自熄性，阻燃性能可达到UL94 V-2 级别，灼热丝850 C且不起燃（2）% PC树脂绝缘性能

树脂（结晶度30%左右），耐蠕变性能优异，耐油性 好，对醇类、醴类、高分子量酯类、脂肪炷等稳定, 有很强的耐应力开裂性，PBT可以经受油漆的喷涂%

PC/PBT共混物综合了 PC和PBT两者的优良性能,和电性能也很优异，表面质量高，是墙壁开关的优选 材料％为达到美观、造型目的，相当一部分墙壁开关

作者简介：董相茂，男，19年生，研发工程师，现从事工程塑料加工改性相关研究％ fvedong541@163.cm・24・塑料工业2019 年一方面提高了 PBT的 冲击强度和尺寸

方 了 PC：

,

了加工性能，同得到很多，金后在 电子显微镜（SEM）上 观察％透射电镜观察：使用TEM观察样条断面，观察

PC与PBT的相态分布％提高了 PC的 和 ， 术和产业界的研究（4）。聚 金树脂缺陷的常用手段，相 他矿物填 树脂的结合相对会更好（5） % PB/

重分析（TGA）:取10.0 mg左右样品于de

，树脂在225〜中，在150 mL/min的N2流量下，以20 °C/min的速

率 700 C，得到相应的TGA曲线％球压测试：按照ICC60695-10-2-1995执行，测 试125 C球

230 C，玻璃化转变 为50 C，热变 在50

〜60C ， PBT 能 ，制得的PC/能。PBT合金相比PC具有 的 ，限了在有灼 ：按照 ICC60695-2-12-2000 执行,耐热要求的应用。刘小 研究了 酸漆对PC/TBT能和微观结

的 ，得到

酸漆能力最的PC/TBT配方，但 有对应墙壁开关的应用，不能满足墙壁开关中关于125 C球 行业要求（4）%本文着重研究了提高PC耐油漆能力的同时，尽

能保持PC高、高灼

点，使能够墙壁开关的行业要求。1实验部分1.1主要实验原料PC： 1200-10，韩国LG公司；高温树脂：UC- 100，日本UNITICA； PBT： GX112，仪征化纤；增韧

剂：M-701， 本钟渊化学％1.2主要设备和仪器双螺杆挤岀机：STS-35，

科倍隆机械有限公司；注塑机：HTF86/TJ，中国海天塑料机械有限公

司；

电子显微镜（SEM# : S3400， 公司；热重分析（TGA#： TG209F1，耐驰公司；透射电子

微镜（TEM ）： HF-3300， 公司；灼

燃（GWFI）： HS-FRS-1，上海和晟 有限

公司。1.3 PC/PBT合金的制备将新开包的PC树脂、PBT树脂、高 树脂、甲

基 酸甲酯-丁二烯-苯 （MBS）增韧 及其他 加入高 机均匀 （其中100份中MBS固 为8份，PBT份数分别为0、10、20、25、 30和40份），然 用双

岀机造粒，加工温度设定为250 C，主机

转速450 r/min，喂料量固为100 kg/h ；将 得的塑料粒子放置于100 C的干

燥箱中干燥4h，然 在注塑机上注塑成型标准试样。

1.4性能测试与结构表征油漆能力评价：将注塑好的ISO 冲击样条甲苯 中，10 min

即取岀，去离子水冲 放入120 C 箱烘0. 5 h拿岀并观察％电镜观察：耐油漆

的样条，经表面喷测试850 C GWFI性能。2结果与讨论2.1 PBT含量对耐油漆能力影响表1实 方（质量份）Tab 1 Experimental formula1#2#3#4#5#6#PC928272676252PBT01020253040增韧剂888888本文以表1中的配方为研究对象，并研究 油漆能力。根据样条表面裂 断耐油漆性能，裂，越粗，代表油漆能 ％当PBT含量

于等于20份，样表面腐蚀严重，存在

裂，且互相 在一起。0份、10份和20份PBT含量时，表 腐蚀状态差异不大，表明 的PBT含

量对耐油漆 几乎没有

％当PBT含量进 、增加 25 份， 表 裂 相对 很 ， 表明 油 漆 能得到较大提升％ PBT达到30份后，表 剩下几

轻微的裂纹， 分开并不 ，耐油漆能力又进得到提升％ PBT含量为40份，冲击样条表面

何腐蚀裂纹发生，表明二甲苯几乎对材料没有腐图1 PBT含量对甲苯浸泡后冲击样条外观影响Fig 1 EEect of PBT contents on the appearance of impact

splines after soaking in toluene第47卷第7期董相茂，等：耐喷漆PC的制备及应用• 25 •随之降低，当PBT含量为30份时可观察到明显的连

的 侵 域（c）；随着PBT含量进 40份， 腐

增加域比例增多，被侵域仅以微小孔洞分散存在（f）%2.2 PBT含量对球压性能及灼热丝性能的影响a-30 份

b-40 份图2 含30份和40份PBT的PC/BBT合金TEM图Fig 2 TEM irnayc cX PC/PBT alloy with 30 part and 40 paes PBTa-0 份 PBTb-10 份 PBTc-20 份 PBT d-25 份 PBTe-30 份 PBT

o-40 份 PBT图3图1中甲苯浸泡后冲击样条SEM图Fcg3TSEM cmageoothecmpact;pycneaotee;oakcngcn toyuene

cn ocguee1经甲苯 的样条表 电镜照片见图3%当没有PBT时,样条表面几乎均被甲苯腐蚀（a）;

当含有少量的PBT后，表面会

轻微的 结构（b、c）；随着PBT含量进 增多,表侵蚀部分0

10 20 30 40PBT用量/份图4 PBT含量对材料125兀球压测试后球压直径影响Fig 4 EEect cX PBT contents on ball diameter after 125 °Cbayp esuHetest由图4可知，无PBT存在时，PC经过125 C球

， 在1.1mm %由于PBT耐热温度较差，添加10份含量后，球

增大至1.3mm % 当 PBT 含 量 为 25 份， 球

为 1.8mm，高于25份后，材料已不能通过125 C球 试

（

>2 mm），耐油漆性能最好的40份PBT合金球高达2.6 mm， 全不能 应用要求％表2 PBT含量对材料850 C G2FI测试影响Tab 2 Effect cX PBT contents on 850 C G2FI test X materialsPBT含量/份01020 25 3040850 C GWFI通过过过过过过外随着PBT树脂加入， 材料灼 能 变差，见表2%

有10份PBT时保证通过灼

，PBT含量增加至20份时，2.0 mm

在60 s内已不能熄灭，即不能通过850 C G2FI测试％ PBT加入PC后， 油漆能的同时，对材料球压和灼

能造 大损失,不能

墙壁开关行业要求％2. 3耐高温 对合金球压和灼热丝等性能影响为提高材料的球 灼 能，本文研究了耐

高温树脂聚芳酯（PAR）对 系的 作用，PAR 基本结构式 ：中 结构占 高，难结， PC类似的透明树脂，不过相比PC具有更高的（1. 82 MPa载荷下为175 C ），玻璃化转变 193・26・塑料工业2019 年C,具有好的尺寸 、表硬度和耐气候性，相 PC具有

原因100-的成型加工性能和 的韧性％能的 ，这其40 份 PBT 含量的 PCTPBT 金为研究对 ，

80了不同含量聚芳酯对合金球

表3 %604020中聚芳酯为等量替换表1中6#的PC含量， 见

表3实验配方（质量份）

Tab 34Expeocmeniaetoomuea70一22304080200 400 600 800#

温度/°C#10

PC52R040一42W408#8

9232040图6聚芳酯对PC/PBT热稳定性能的影响Fig 6 Effect of PAR on the thermal stability of PC/TBTPApBT 增韧剂

16 0 5 10 15 20 25 30聚芳酯用量/份图5聚芳酯含量对材料125 C球压测试后球压直径影响Fig 5 EEect of PAR contents on ball diametes after 125 C图7 30份聚芳酯对甲苯浸泡后冲击样条影响Fcg74Eteciot30 paoisotPARon iheappeaoanceotcmpaci

ball pre sure testspecneatieosoakcngcn ioeuene随着聚芳酯的加入，材料的125 C球 能

得到提升，当聚芳酯为20份，可将材料的球 :2 mm以内（1.9 mm）,即过球

由图7 含量

，聚酯的加 毫没有 甲苯浸劣化的耐％的耐油漆表现，这主要是由于起抵御作用的PBT

变，另外聚芳酯相比PC

进 增加至30份，球 保证 过125 C的球 能。小为1.7 mm,可化学能力％3结论表4聚芳酯含量对材料850 C GWF测试影响Tab 4 Effect of PAR contents on 850 C GWFI test of materialsPAR含量/份过在PC中加入结晶PBT树脂，极大提升了

PC 的 、 油 漆 能， 40 份 PBT PC 的0102030过过850 C GWFI过过能得到急剧提升，使PC喷漆后表面不被腐蚀

严重；由于PBT的

由于聚芳酯自 高， 聚 酯的加

V-阻燃 ，且劣化的阻燃性能，PBT

提高PC/TBT的灼 ；性加 PC的球 灼 能 ，不能 墙能，实验研究对比了几组材料的GWF性能。实验结

开关的行业要求； 过加入高 聚芳酯，使果表明，当聚芳酯含量高达30份，

850 C的 ，

保证通过PC/TBT合金可通过125 C球 850 C的灼 测

含量的聚芳酯仍然不能 要求试，并且 不会劣化PC/TBT合金的耐喷漆性能，使

（表 4）%过分析30份聚芳酯对PC/TBT合金TGA性能

材料应用于墙壁开 为可能％参考文献（1: CHACKO V P，DESTIC P，BAUM G A. Modified polyester

compositions： US 4677150 （P]. 1987-06-30.的影响，可发现，聚 酯的加入使第一段的PBT的

分 从388 C提高到394 C，第二段的PC热 分

:2] ，郑 ，刘宏飞.浅析新材料新工艺在墙壁开关新产品中的应用[J] •日用电器，2013 （5 ）： 53-56.（下转第34页）从498 C提高到504 C %

大提升PC/TBT合金球

聚 酯加入灼 能的根本・34・发动机绝热材料的应用。2. 3. 3

塑料工业2019 年有利于维持 原有结构％， 岀 3 mm、填量填充EPDM热防护材料综合性率为0.098 1 mm/s、拉伸强度为能的率先减小后增加，继 于稳2)探究了酚醛短切纤维尺寸、填充量对EPDM由图6 看岀，EPDM绝热材料随着酚醛短切 护材料性能的

10份的酚醛短切

的添加， %

的酚醛短切

持其原有的

在绝热材料炭层中能够保3),

能最佳，

和形态(

和抗气

对EPDM烧14.6 MPa，断裂伸长率为541%；酚醛短切 对层起到良好的骨架支撑作用，在很大程度上 烧蚀后的炭化层起到较好的骨架支撑作用。参考文献(1: NATALI M，RALLINI M，TORRE L. EPDM based heat

材料的

进

冲刷的性能。当酚醛短切纤的界面结合作I增加时，由于基

用 ，

落，从

-,s • 层材料容易在气流冲刷作用

能有 的 ％shielding materials for solid rocket motors: A comparative study of dmerent fibrous reinforcements ( J ]. Polym Dexrad

，: (2: HAN Z Q，QI S L，LIU W，at al. Surface-modified poly-

Stab2013982131-2139.cmcdetcbeo-tced eihyenepoopyenedcenemonomeocnsu aicons

，图6酚醛短切纤维填充含量对EPDM绝热材料烧蚀性能的影响Fcg6 Etecisotphenoeccshooitcbeosconienison abeaicee

oescsianceotEPDM cnsueaiconsumvMm理慕

tooasoecd oockeimoiooPoocescngmoophoeogyand poop-

: ， ， erties J. Ind Eng Chem Res2013521284-1290.[]，3结论1)酚短切纤维起始分 在100 C ，在氮气气 800 C 率为55.06%，分 ？:3]刘向， .高性能酚醛短切

料，2005，33 (5) : 14-17.:4]高国新，郑元锁， ，等.有机纤维/EPDM绝热材料

性能研究[J].固 技术，2007 (6 )： 544-547.:5] 点， ， 强，等.短切聚酰 增强可化 橡胶 材料的 能(J]. 材料学报，2017，34 (12) : 2800-2809.:6] ，王红， ，等.三元乙丙橡胶内绝热层技术研究[J] •宇航材料工艺，2008(4) : 59-62.(本文于2019-03-12收到)， : [J].化工新型材、分 范围宽，高 率和缓慢释放热分解气(上接第26页):3] 小林. 酸漆对PC/TBT共混物性能和微观结构的影响:J].塑料工业，2016，44 (6) : 77-81.:4] ， 小艳， ，•我国PC/TBT合金材料的市 求 技术现状[J]. 化工，2015，42(21): 94.[5 ] FAKIROV S. Nanofibrillas polymer-polymes and single

polymer composites vic the + conveling instead of adding\"

concept-Examples of true polymeo nanocomposito J . Adv

[ ]Ind Eng Polym Res2018 1，() : 40-47.(本文于2019-04-01收到)G20各国达成蓝色海洋愿景2050年将海洋塑料垃圾减为零日本首相安倍晋三在G20峰会结束后举行的记者会上表示，G20成员国赞同“蓝色海洋愿景”计划，以2050年为目标，将 努力把海洋塑料

为零。同’蓝色海

景倍说：“占世界经济80%的G20国家承担着巨大的责任，少数几个国家很难解决全球环境问题，全世界都应加入解决这

些问题的过程……G20国 团结

据报道，全球每年

6月中旬在 本

’的主张，

2050年停止向海

塑料 。”有900 塑料 海洋，对海 球环境造成严重

％，轻井泽町举行的G20能源及环境会议上，各国虽然 自主 塑料垃圾，并新设一个国际框架的协议，但因为没有明 量目标，如何 保实际成效成为问题％在此次G20 会 过的大阪宣言中，各国2050年作为目标，就将塑料垃圾向海洋排放量为零的“蓝色海洋愿景”达成一致。