表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法技术

一种表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：(1)CSW晶须的制备(2)CSW晶须的表面改性：将CSW晶须与偶联剂进行活化处理，得半修饰CSW晶须；将得到的半修饰CSW晶须与分散剂共混，得到超分散半修饰CSW晶须；再加入一定量的PC合金，于高速混合机中共混，然后挤出造粒，冷却至常温即得含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒；(3)表面改性聚碳酸酯合金材料的制备：按比例将预先制备好的含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒、PC合金、相容剂、抗氧剂、润滑剂，在高速混合机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，得表面改性聚碳酸酯合金材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚碳酸酯合金技术制备领域，特别是涉及一种表面修饰硫酸钙晶须改性聚碳酸酯合金及其制备工艺。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)合金是一种综合性能优异的工程塑料，具有冲击强度高、抗蠕变性能和尺寸稳定性好、耐热、透明、吸水率低、无毒、介电性能优良等优点，在各工业部门尤其是在电子电气、汽车工业、医疗器械、建筑和照明用具等领域用途广泛。但PC熔体粘度大、加工成型困难、易应力开裂、对缺口敏感、老化和耐磨性差等缺点，限制了其进一步的应用。为了解决上述问题，使用各类增韧剂、增容剂、表面改性剂等共混改性PC合金材料，提高材料耐环境应力开裂等使用性能已经成为当今研究的热点。硫酸钙晶须(CSW)，又称石膏晶须，是硫酸钙的纤维状单晶体，具有特定的横截面积、完整的外形和结构。CSW作为一种新型的晶须结构材料，它与石膏一样具有无水、半水和二水之分，其中无水和半水硫酸钙具有强度高、耐高温、抗化学腐蚀、韧性好，和橡胶等聚合物的亲和力强等优点。可广泛应用于塑料、橡胶及环境工程等行业，且其价格十分低廉，具有广阔的应用和市场前景。CSW能够很好的改善合金材料的耐环境应力开裂等性能，主要是由于CSW的长径比大、强度高，在合金材料产生裂纹的过程中，CSW受剪切力作用不容易和基体树脂脱黏，发生断裂的主要是CSW，由于其在断裂过程中吸收了较多的能量，因而能够阻碍裂纹的产生。然而，在CSW改善合金材料耐环境应力开裂性能的同时，CSW也存在在合金中的分散性较差，易出现团聚现象等缺点。因而近几年来，都在竞相研究开发改性CSW晶须，以提高CSW在合金中的分散性，减少团聚现象的发生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有CSW改性聚碳酸酯合金过程中，CSW易发生团聚现象，提供一种分散性好的表面修饰CSW晶须改性PC合金材料及其制备方法。用该方法制备的PC合金材料，提高了耐环境应力开裂性能，改善了加工性能，能更好地应用于汽车、电子、办公机床制造业等。本专利技术提供一种表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：(1)CSW晶须的制备以二水硫酸钙为原料，制得活性半水硫酸钙，然后在粒径控制剂条件下进行常温酸处理，制得超细高活性半水硫酸钙；再加入含无机盐的水溶液，进行水热反应，得到中间产物半水硫酸钙晶须；最后将中间产物与无机溶剂混合，高温焙烧，得到CSW晶须；(2)CSW晶须的表面改性将CSW晶须与偶联剂按一定比例在高速混合机中进行活化处理，得半修饰CSW晶须；将得到的半修饰CSW晶须与分散剂按一定比例混合于白油中，加入高速混合机中共混，得到超分散半修饰CSW晶须；按一定比例加入一定量的PC合金，于高速混合机中共混，然后挤出造粒，冷却至常温即得含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒；(3)表面改性聚碳酸酯合金材料的制备按比例将预先制备好的含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒、PC合金、相容剂、抗氧剂、润滑剂，在高速混合机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，得表面改性聚碳酸酯合金材料。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(1)中所述粒径控制剂优选为硬酯酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或几种；步骤(1)中所述无机盐优选为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、磷酸钾、磷酸锌或磷酸铝。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(2)中所述偶联剂优选为有机硅烷类。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，所述有机硅烷类优选为TESPT、TESPD、KH550和A-189中的一种或几种。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，所述步骤(2)
中分散剂优选为烷基化聚酯类、乙二胺四乙酸钠类、木质素类和聚羧酸盐类中的一种或几种。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，所述步骤(2)中CSW活化处理温度优选是90～160℃，更优选是110～120℃；搅拌速度优选是300～1000rpm，更优选是500～800rpm；搅拌时间优选是10～50min，更优选是20～30min。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，按重量百分比计，步骤(2)中CSW晶须与偶联剂的比例优选为5/1～20/1，更优选的是步骤(2)中CSW晶须与偶联剂的比例为10/1～15/1。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(2)中半修饰CSW晶须与分散剂高速混合共混的温度优选是90～160℃，更优选是100～110℃；搅拌速度优选是300～900rpm，更优选是500～700rpm；搅拌时间优选是10～50min，更优选是20～30min。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，按重量百分比计，半修饰CSW晶须与分散剂的配比优选为2/1～10/1。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，按重量百分比计，步骤(2)中分散剂与白油的配比优选为1/20～1/10。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(2)中加入PC合金为PC/ABS合金共混料，PC与ABS的质量配比优选为50/50～99/1，PC与ABS的质量配比更优选为80/20。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(2)中所述加入一定量的PC合金，PC合金与超分散半修饰CSW晶须的质量配比优选为100/1～600/1，更优选为400/1～450/1。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(2)中挤出造粒的挤出温度优选为180～250℃，更优选为210～230℃；螺杆转速优选为20～60r/min，更优选为25～55r/min。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(3)中相容剂优选为改性马来酸酐接枝ABS，接枝率优选为1～10％，更优选为4％～6％。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(3)
中抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(3)中的润滑剂优选为EBS润滑剂。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，优选的是，以重量份数计，步骤(3)中表面改性CSW晶须PC合金颗粒10～30份，更优选的是12～17份；PC合金40～90，更优选的是60～80份；相容剂1～5份，更优选的是2～4份；抗氧剂0.1～0.6份，更优选的是0.2～0.4份；润滑剂0.1～0.6份，更优选的是0.2～0.4份。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(3)中高速混合机中充分混合的温度优选是100～170℃，更优选的是110～160℃；搅拌速度是300～900rpm，更优选的是400～700rpm；搅拌时间是10～60min，更优选的是25～35min。本专利技术所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其中，步骤(3)中在双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度优选为200～250℃，更优选为220～235℃；螺杆转速优选为20～60r/min，更优选为30～50r/min。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的表面修饰CSW晶须改性PC合金，由于特殊的加入方式，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：(1)CSW晶须的制备以二水硫酸钙为原料，制得活性半水硫酸钙，然后在粒径控制剂条件下进行常温酸处理，制得超细高活性半水硫酸钙；再加入含无机盐的水溶液，进行水热反应，得到中间产物半水硫酸钙晶须；最后将中间产物与无机溶剂混合，高温焙烧，得到CSW晶须；(2)CSW晶须的表面改性将CSW晶须与偶联剂按一定比例在高速混合机中进行活化处理，得半修饰CSW晶须；将得到的半修饰CSW晶须与分散剂按一定比例混合于白油中，加入高速混合机中共混，得到超分散半修饰CSW晶须；再加入一定量的PC合金，于高速混合机中共混，然后挤出造粒，冷却至常温即得含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒；(3)表面改性聚碳酸酯合金材料的制备按比例将预先制备好的含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒、PC合金、相容剂、抗氧剂、润滑剂，在高速混合机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，得表面改性聚碳酸酯合金材料。

【技术特征摘要】
1.一种表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，包括如下步骤：(1)CSW晶须的制备以二水硫酸钙为原料，制得活性半水硫酸钙，然后在粒径控制剂条件下进行常温酸处理，制得超细高活性半水硫酸钙；再加入含无机盐的水溶液，进行水热反应，得到中间产物半水硫酸钙晶须；最后将中间产物与无机溶剂混合，高温焙烧，得到CSW晶须；(2)CSW晶须的表面改性将CSW晶须与偶联剂按一定比例在高速混合机中进行活化处理，得半修饰CSW晶须；将得到的半修饰CSW晶须与分散剂按一定比例混合于白油中，加入高速混合机中共混，得到超分散半修饰CSW晶须；再加入一定量的PC合金，于高速混合机中共混，然后挤出造粒，冷却至常温即得含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒；(3)表面改性聚碳酸酯合金材料的制备按比例将预先制备好的含表面改性CSW晶须的PC合金颗粒、PC合金、相容剂、抗氧剂、润滑剂，在高速混合机中充分混合后，通过双螺杆挤出机熔融造粒，得表面改性聚碳酸酯合金材料。2.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述粒径控制剂为硬酯酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚丙烯酰胺中的一种或几种；步骤(1)中所述无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、磷酸钾、磷酸锌或磷酸铝。3.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述偶联剂为有机硅烷类。4.根据权利要求3所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：所述有机硅烷类为TESPT、TESPD、KH550和A-189中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中分散剂为烷基化聚酯类、乙二胺四乙酸钠类、木质素类和聚羧酸盐类中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中CSW活化处理温度是90～160℃，搅拌速度是300～1000rpm，搅拌时间是10～50min。7.根据权利要求6所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中CSW活化处理温度是110～120℃，搅拌速度是500～800rpm，搅拌时间是20～30min。8.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，步骤(2)中CSW晶须与偶联剂的比例为5/1～20/1。9.根据权利要求8所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，步骤(2)中CSW晶须与偶联剂的比例为10/1～15/1。10.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中半修饰CSW晶须与分散剂高速混合共混的温度是90～160℃，搅拌速度是300～900rpm，搅拌时间是10～50min。11.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中半修饰CSW晶须与分散剂高速混合共混的温度是100～110℃，搅拌速度是500～700rpm，搅拌时间是20～30min。12.根据权利要求1所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：按重量百分比计，半修饰CSW晶须与分散剂的配比为2/1～10/1。13.根据权利要求12所述的表面改性聚碳酸酯合金材料的制备方法，其特征在于：按重量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛腾杰，曹婷婷，王斯晗，褚洪岭，高宇新，宋磊，姜进宪，赵成才，于占元，张明强，王华，安彦杰，张德英，王世华，李瑞，国海峰，赵吉娜，闫功臣，李岩，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11