聚碳酸酯复合材料及其制备方法技术

技术编号:15599372 阅读:152 留言:0更新日期:2017-06-13 23:03
本发明专利技术属于高分子材料技术领域,具体涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。该聚碳酸酯复合材料包括如下重量份数的组分:PC树脂60‑88份;玻璃纤维10‑30份;耐磨改性剂0.2‑2份;玻璃纤维浸润剂1‑5份;偶联剂0.1‑0.3份;热稳定剂0.2‑0.5份;抗氧剂0.2‑0.5份;加工助剂0.2‑1份。本聚碳酸酯复合材料因含有特有的玻璃纤维及相关助剂组成的体系,可实现多组分体系中不同组分的充分塑化和改善其共混性能,显著提高其机械性能,各特有含量的成分之间通过协同作用,最终使聚碳酸酯复合材料具有高硬度、高强度、高透明性,其效果显著优于现有技术。

【技术实现步骤摘要】
聚碳酸酯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
,具体涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯的刚性链结构,使得它在加工过程中不结晶,容易产生应力而开裂,从而造成材料对缺口敏感,抗疲劳性和耐磨性差。国内外生产厂家和研究机构都在PC改性上加大了开发力度,通过纳米材料对PC进行改性已经逐渐引起了研究人员的重视。高硬度纳米微粉是已知实用材料中具有高硬度、最好化学稳定性、最高导热率和宽频谱透光性的珍贵功能材料。其良好的生物相容性以及超强的机械性能和很高的表面自由能,而被公认为是最有前途的超强复合聚合物材料的添加物。目前各类应用领域,急需高硬度、高强度、高透明的材料,如汽车、照明、视镜等等,而市场上很少有这种优质材料,对其需求很强的迫切性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足,提供一种高硬度、高强度、高透明的聚碳酸酯复合材料及其制备方法,旨在解决现有聚碳酸酯材料性能差、难以满足市场需求等问题。为实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案如下:本专利技术一方面提供一种聚碳酸酯复合材料。该聚碳酸酯复合材料包括如下重量份数的组分:本专利技术提供的聚碳酸酯复合材料,不仅保持了聚碳酸酯的高度透明,使复合材料具有很好光学性能,同时,因含有特有的玻璃纤维及相关助剂组成的体系,可实现多组分体系中不同组分的充分塑化和改善其共混性能,显著提高其机械性能,各特有含量的成分之间通过协同作用,最终使聚碳酸酯复合材料具有高硬度、高强度、高透明性的特点,其效果显著优于现有技术。本专利技术另一方面提供一种聚碳酸酯复合材料的制备方法。该方法包括如下步骤:按照上述聚碳酸酯复合材料的配方分别称取各成分原料;将所述PC树脂、所述耐磨改性剂、所述玻璃纤维浸润剂、所述热稳定剂、所述抗氧剂和所述加工助剂混合2-10分钟的混合物料;将所述混合物料投入双螺杆挤出机中,同时将所述偶联剂预处理的玻璃纤维通过侧喂料加入,最后经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥,得所述聚碳酸酯复合材料。本专利技术提供的聚碳酸酯复合材料制备方法,工艺简单,条件易于控制,效率高;同时,用该方法制成的聚碳酸酯复合材具有高硬度、高强度、高透明性等特点。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。一方面,本专利技术实施例提供了一种聚碳酸酯复合材料。该聚碳酸酯复合材料包括如下重量份数的组分:上述聚碳酸酯复合材料,各特有含量的成分之间通过协同作用,最终使聚碳酸酯复合材料具有高硬度、高强度、高透明性的特点,其效果显著优于现有技术。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中,PC树脂的熔融指数在300℃/1.2KG条件下为15-40g/min,优选15-25g/min。该该优选的熔融指数下,该复合材料的的加工流动性最佳。同时,本专利技术实施例中PC树脂的重量份数可为60份、65份、70份、75份、80份或88份。在专利技术本实施例优选的PC树脂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料的透明性和易加工性达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中玻璃纤维包括连续长玻璃纤维、短切玻璃纤维和异形玻璃纤维中的至少一种,且玻璃纤维直径为6-20mm。在该直径范围内,可使聚碳酸酯复合材料的机械性能达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中玻璃纤维用偶联剂湿法预处理,且偶联剂用量为玻璃纤维质量的0.3-2%。本实施例中,采用硅烷偶联剂湿法预处理玻璃纤维。用该优选的偶联剂用量湿法处理玻璃纤维,可显著改善该聚碳酸酯复合材料的界面粘结性,提高其在各种环境中的力学性能。本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中,偶联剂的重量份数可为0.1份、0.2份或0.3份;玻璃纤维的重量份数可为10份、15份、20份、25份或30份。在本专利技术实施例优选的玻璃纤维和偶联剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料机械强度达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中耐磨改性剂为纳米金刚石、纳米玉石粉、金刚砂、纳米微晶石和尖晶石中的至少一种。耐磨改性剂可改善聚碳酸酯复合材料性能,提高其耐磨性。本专利技术实施例中耐磨改性剂的重量份数可为0.2份、0.5份、1份、1.5份或2份。在本专利技术实施例优选的耐磨改性剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料耐磨性达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中玻璃纤维浸润剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)(即BDP)、丙三醇和硅烷偶联剂中的至少一种。为提高聚碳酸酯复合材料中的玻璃纤维的强度,更好发挥玻璃纤维性能,可用浸润剂对玻璃纤维进行浸润。本专利技术实施例中玻璃纤维浸润剂的重量份数可为1份、2份、3份、4份或5份。在本专利技术实施例优选的玻璃纤维浸润剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料中的玻璃纤维质量达到最优,最终提高聚碳酸酯复合材料机械强度。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中热稳定剂为环氧类扩链剂、受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。由该三种物质混合而成的热稳定剂可有效防止或延缓聚碳酸酯复合材料的热老化。本专利技术实施例中热稳定剂的重量份数可为0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。在本专利技术实施例优选的热稳定剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料抗热老化的性能达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中抗氧剂的重量份数可为0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。在复合材料在加工过程中,抗氧剂可以防止部分成分氧化降解,进而能顺利出高质量材料。在本专利技术实施例优选的抗氧剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料的抗氧化降解性能达到最优。具体地,本专利技术实施例的聚碳酸酯复合材料中加工助剂包括润滑剂、脱模剂和分散剂。润滑剂可为内外润滑剂,且润滑剂、脱模剂和分散剂复配得到的加工助剂,能够有效地改善各组分的分散性、减少有害摩擦及增加材料的光泽度。本专利技术实施例中加工助剂的重量份数可为0.2份、0.5份、0.7份或1份。在本专利技术实施例优选的加工助剂的重量份数范围内,可使该聚碳酸酯复合材料的分散性和光泽度达到最优。相应地另一方面,本专利技术实施例还提供了一种聚碳酸酯复合材料的制备方法。该方法包括如下步骤:S01:按照上述聚碳酸酯复合材料的配方分别称取各成分原料;S02:将上述原料中的PC树脂、耐磨改性剂、玻璃纤维浸润剂、热稳定剂、抗氧剂和加工助剂混合2-10分钟,得混合物料;S03:将上述混合物料投入双螺杆挤出机中,同时用偶联剂处理过的玻璃纤维从侧喂料加入,最后经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥,得聚碳酸酯复合材料。本专利技术提供的聚碳酸酯复合材料制备方法,工艺简单,条件易于控制,效率高;同时,用该方法制成的聚碳酸酯复合材具有高硬度、高强度、高透明性等特点。具体地,在上述步骤S03中,双螺杆挤出机的运行参数为:加料段温度为180-225℃,塑化段温度为235℃-245℃,均化段温度为230℃-240℃,机头温度215℃-230℃,主机频率为20-45Hz,螺杆转速400-600rpm,真空度为-0.04-0.1MPa。注塑模具温度为110-14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚碳酸酯复合材料,其特征在于,包括如下重量份数的组分:

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯复合材料,其特征在于,包括如下重量份数的组分:2.如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述PC树脂的熔融指数在300℃/1.2KG条件下为15-40g/min。3.如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维包括连续长玻璃纤维、短切玻璃纤维和异形玻璃纤维中的至少一种;和/或所述玻璃纤维直径为6-20mm。4.如权利要求3所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维用所述偶联剂湿法预处理,且所述偶联剂用量为所述玻璃纤维质量的0.3-2%。5.如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述耐磨改性剂为纳米金刚石、纳米玉石粉、金刚砂、纳米微晶石和尖晶石中的至少一种。6.如权利要求1所述的汽车水箱材料,其特征在于,所述玻璃纤维浸润剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)、丙三醇和硅烷偶联剂中的至少一种。7.如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述热稳定剂为环氧类扩链剂、受阻酚类抗氧剂和亚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔新颍何杰徐永
申请(专利权)人:安徽科聚新材料有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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