本發明涉及高分子材料領域，具體地說是一種聚碳酸脂(PC)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、PB-g-MSG核殼粒子組成的PBT/PC合金及其制備方法。
背景技術：
聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸脂(PC)是兩種應用廣泛的工程塑料， PBT具有高耐熱性、耐疲勞性，耐化學性，低溫下可迅速結晶，成型性良好。缺點是缺口沖擊強度低 ，成型收縮率大 。PC具有光學透明性好、抗沖擊強度高，并具有優良的熱穩定性、耐蠕變性。缺點是耐溶劑性差，熔融粘度大。
PBT/PC合金具有優良的耐熱性、耐化學性、機械性能等，但由于PBT/PC合金對缺口敏感、低溫沖擊強度低，需要加入增韌劑進行改性。傳統的橡膠彈性體增韌PBT/PC合金，在提升缺口沖擊強度的同時，材料的剛性、強度、加工流動性會降低。
技術實現要素：
為了解決已有技術存在的問題，本發明提供一種核殼粒子增韌PBT/PC合金及其制備方法。核殼粒子增韌PBT/PC時，可以保持PBT/PC合金原有優異性能，同時具有更高的增韌效率。
本發明提供的一種核殼粒子增韌PBT/PC合金的組分及質量百分比如下：PBT為50%，PC為30%，PB-g-MSG核殼粒子為20%；
所述的PB-g-MSG核殼粒子是核為聚丁二烯橡膠，殼層為甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯三元共聚物，其質量百分比如下：
聚丁二烯橡膠為50%；
甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯是混合單體，共為49%，其中，兩者的質量比為25:75；
甲基丙烯酸環氧丙酯為1%。
本發明提供的一種核殼粒子增韌PBT/PC合金的制備方法的步驟和條件如下：
（1）一種核殼粒子增韌PBT/PC合金的制備
取固含量為59.7%聚丁二烯膠乳加入到反應器中，再加入焦磷酸鈉、葡萄糖、硫酸亞鐵、去離子水、氧化異丙苯(CHP)，它們的質量比為753：2.25:3.15:0.045:1500:0.28，氮氣保護，反應溫度為70 oC，向反應器中滴加重量比為110：331：1.125：1.72-10.32的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM混合物，滴加完成后，再滴加重量比為9：0.28的甲基丙烯酸環氧丙酯和過氧化氫異丙苯，滴加完成，反應1小時，凝聚，洗滌，于60 oC條件下烘干，得到核殼粒子（PB-g-MSG）共聚物。
(2) 將PC和PBT分別干燥；把PBT、PC及PB-g-MSG核殼粒子按所述的質量百分比加入混合機中，攪拌混合均勻后出料；
(3) 將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機中，在220 oC～240 oC條件下熔融共混擠出，冷卻，造粒，得目標物。
有益效果：本發明提供的核殼粒子增韌PBT/PC合金采用了PB-g-MSG核殼粒子改性劑，核殼粒子以聚丁二烯（PB）為核，甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物為殼(MSG)。它的優點是殼層的聚甲基丙烯酸甲酯與PC相具有物理相容性，而殼層中甲基丙烯酸環氧丙酯共聚組份的環氧官能團可以與PBT的端基發生增容反應，提高共混物的相容性，從而提高了PB-g-MSG的增韌效率，制備出高韌性，高強度的PBT/PC共混材料。本發明的制法通過改變分子量調節劑叔十二烷基硫醇（TDDM）用量，調控核殼粒子中聚丁二烯的玻璃化溫度和接枝度，從而實現PB-g-MSG對PBT/PC的有效增韌。隨著TDDM 含量增加，聚丁二烯相玻璃化轉變溫度降低，提升了核殼粒子的增韌能力。同時體系中剛性游離的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物（f-MSG）含量增加， PBT與f-MSG共聚物發生反應，提升了共混物的強度。PBT/PC共混物的缺口沖擊強度達到904J/m，拉伸強度為49.4MPa，實現了高強度、高韌性。
具體的實施方式
實施例1 一種核殼粒子增韌PBT/PC合金的制備方法，（1）取固含量為59.7%的聚丁二烯膠乳753g加入到反應器中，加入2.25g焦磷酸鈉，3.15g葡萄糖，0.045g硫酸亞鐵，去離子水1500mL，過氧化異丙苯(CHP), 它們的質量比為753:2.25:3.15:0.045:1500:0.28，氮氣保護，反應溫度為70 oC。向反應器中滴加重量比為110:331:1.125:1.72的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM混合物，滴加完成后，再滴加重量比為9:0.28的甲基丙烯酸環氧丙酯和過氧化氫異丙苯，反應1小時后，凝聚，洗滌，于60 oC條件下烘干24h，得到核殼粒子（PB-g-MSG）共聚物。實施例1中制備的核殼粒子TDDM含量為0.38%，性能列于表1。
（2）將聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二醇酯在真空烘箱中120 oC烘干4小時，然后與制備的PB-g-MSG在混合機中共混3-5分鐘，攪拌混合均勻后出料；
（3）將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機中，經熔融、擠出、造粒，在80 oC 條件下烘干12小時，熔融溫度為220 oC-240 oC，螺桿轉速為100r/min，喂料速度為20r/min, 冷卻，造粒，得目標物。
將制得的共混物材料在240 oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
實施例2 向反應器中滴加重量比為110:331:1.125:3.44的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM，其余的同實施例1。
實施例2中制備的核殼粒子TDDM含量為0.76%，性能列于表1。
步驟（2）和步驟（3）同實施例1。
將制得的共混物材料在240 oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
實施例3 向反應器中滴加重量比為110:33:1.125:5.16的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM，其余的同實施例1。
實施例3中制備的核殼粒子TDDM含量為1.14%，性能列于表1。
步驟（2）和步驟（3）同實施例1。
將制得的共混物材料在240oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
實施例4 向反應器中滴加重量比為110:331:1.125:6.88的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM，其余的同實施例1。
實施例4中制備的核殼粒子TDDM含量為1.53%，性能列于表1。
步驟（2）和步驟（3）同實施例1。
將制得的共混物材料在240oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
實施例5 向反應器中滴加重量比為110:331:1.125:10.32的甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、過氧化氫異丙苯和TDDM，其余的同實施例1。
實施例5中制備的核殼粒子TDDM含量為2.29%，性能列于表1。
步驟（2）和步驟（3）同實施例1。
將制得的共混物材料在240oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
對比例1 量取固含量為59.7%的聚丁二烯膠乳753g加入到反應器中，加入2.25g焦磷酸鈉，3.15g葡萄糖，0.045g硫酸亞鐵，去離子水1500mL，過氧化異丙苯(CHP),配比為753:2.25:3.15:0.045:1500:0.28，氮氣保護，反應溫度為70 oC。向反應器中滴加甲基丙烯酸甲酯:苯乙烯:過氧化氫異丙苯，重量比為110:331:1.125，滴加完成后，開始滴加甲基丙烯酸環氧丙酯和過氧化氫異丙苯，重量比為9:0.28，反應完成后加入抗氧劑，凝聚0.5小時，洗滌，于60 oC條件下烘干24h，得到核殼粒子（PB-g-MSG）共聚物。對比例1中制備的核殼粒子TDDM含量為0%，性能列于表1。
按照表2的配方，將聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二醇酯在真空烘箱中120 oC烘干4小時，然后與制備的PB-g-MSG在混合機中共混3-5分鐘，出料后一起加入到雙螺桿擠出機中，經熔融、擠出、造粒在80 oC條件下烘干12小時，共混溫度為220oC-240oC，螺桿轉速為100r/min，喂料速度為20r/min,得到目標物的共混材料。
將制得的共混物材料在240oC條件下注射成力學測試標準樣條，按照ASTM-D256，ASTM-638標準測量沖擊、拉伸性能。改性后材料的性能見表2。
如表1所示，隨著TDDM含量的增加，PB相的玻璃化轉變溫度向低溫移動，核殼粒子的尺寸以及接枝率下降。共混物的沖擊、拉伸性能如表2所示。隨著TDDM含量的增多，共混物的沖擊強度、拉伸強度先增加后降低。沖擊強度的提高在于核殼粒子合成過過程中TDDM含量的增加導致橡膠相PB的玻璃化轉變溫度逐漸向低溫方向移動，PB橡膠粒子交聯反應降低，從而導致PB相空洞化能力的提高，有利于其對塑料的增韌。另一方面，隨著TDDM含量的增多，體系中剛性游離的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物（f-MSG）含量增加， PBT與f-MSG共聚物發生反應，提升了共混物的強度。當PB-g-MSG核殼粒子制備過程中TDDM含量為0.76%時，PBT/PC共混物的缺口沖擊強度達到904J/m，拉伸強度為49.4MPa，實現了高強度、高韌性。