一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物及其制备方法，该聚碳酸酯材料为聚碳酸酯、金属类阳离子有机盐、季膦类有机盐的共混物。其制备方法是将干燥后的聚碳酸酯、季膦类有机盐和金属有机盐加入到熔融混炼设备中，于250～270℃下进行熔融混炼，得到混合物；将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到聚碳酸酯材料。本发明专利技术中聚碳酸酯材料具有优异的透明性和良好的抗静电性，其制备方法仅需使用常用的熔融混炼设备，工业制备简单。

A polycarbonate composite with high transparency and antistatic property and its preparation method

The invention discloses a polycarbonate composite with high transparency and antistatic property and a preparation method thereof. The polycarbonate material is a blend of polycarbonate, metal cationic organic salt and quaternary phosphonic organic salt. The preparation method is to add the dried polycarbonate, quaternary phosphine organic salt and metal organic salt into the melting mixing equipment, conduct the melting mixing at 250-270 \u2103 to obtain the mixture; discharge the mixture from the melting mixing equipment to the normal temperature to obtain the polycarbonate material. The polycarbonate material in the invention has excellent transparency and good antistatic property, and the preparation method only needs to use common melting mixing equipment, and the industrial preparation is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物及其制备方法，尤其涉及通过加入极少量有机盐与聚碳酸酯熔融复合获得兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(简称PC)是一种无定形、无嗅、无味、无毒而透明的热塑性聚合物，是唯一具有良好透明性的塑料品种，具有较好的机械强度、耐热性能、耐紫外辐射及耐电综合性能，耐冲击强度高，蠕变性小，制品尺寸稳定，易增强，无毒卫生，能着色，具有良好的性价比和化学修饰、物理改性的潜力，是综合性能优异、用途极为广泛的重要工程塑料品种。自1988年首篇关于聚碳酸酯类缩合物发表，以及1953年德国拜耳公司首先研制出具有热塑性和高熔点的聚碳酸酯并于同年申请第一篇聚碳酸酯专利以来以及随后1958年后的工业化，聚碳酸酯作为一种非常重要的工程塑料，在世界塑料市场上占有十分重要的地位。目前，聚碳酸酯的工业应用主要集中在以下几个方面：1)用于建筑行业。鉴于其良好的透光性、抗冲击性、耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。例如，聚碳酸酯在世界建筑业上占主导地位，约有1/3用于窗玻璃、商业橱窗等玻璃制品。2)用于汽车制造工业。例如，聚碳酸酯主要应用领域集中在制造照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。尤其在汽车车窗、汽车前车灯以及薄层车顶(诸如德国拜耳公司首创研发的聚碳酸酯款eXasis全透明车身)等。目前，世界上许多牌号的汽车如尼桑、福特、奔驰、沃尔沃等车型均已采用光学聚碳酸酯材料作为其汽车灯罩材料。3)用于航空、航天领域。在此领域，聚碳酸酯最初只是用于飞机的座舱罩和挡风玻璃的制作。随着航空航天技术的发展，对飞机和航天器中各部件的要求不断提高，使得聚碳酸酯在该领域的应用日趋增加。仅1架波音747型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个之多，单机耗用聚碳酸酯数量近2t。在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。4)用于电子电器领域。聚碳酸酯主要用于生产各种食品加工机械、电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。5)用于光学透镜领域。采用光学级聚碳酸酯制作的光学透镜不仅可用于制造照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于制造电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等，其应用市场极为广阔。此外，聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜、安全镜和成人眼镜的镜片材料等。6)用于光盘的基础材料。聚碳酸酯作为光盘基材在全球大量使用，不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘，还可用做高密度记录光盘的基材，尤其是聚碳酸酯与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的效果。7)用于包装领域等。值得注意的是，在上述聚碳酸酯的广泛应用中，有两方面的内容需要在研发聚碳酸酯材料中得到考虑：第一，聚碳酸酯材料的透明性问题。第二，聚碳酸酯的抗静电性问题。诸如，在建筑行业的窗玻璃、商业橱窗、汽车行业以及光学透镜等中各种透明的需求。此外，通用聚合物体积电阻率一般介于1016～1020Ω·cm之间，具有优良的电气绝缘性，但同时材料在使用过程中难免会通过摩擦、接触等方式逐渐积累电荷；累积的电荷难以消除，不仅会影响其制品的透明性及表面洁净和美观，而且还会影响其制品的使用性能，造成吸尘损害外观、电击、IC短路等不良现象，甚至由于静电放电产生火花而引起爆炸或火灾，因此阻碍了高分子材料在化工库、油库、煤矿和电子元器件等行业的应用。针对聚碳酸酯的抗静电性能，华南理工大学的傅轶等人通过导电炭黑CB3000以及苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)和聚碳酸酯进行复合，虽提高了聚碳酸酯的韧性和抗静电性，但是使得材料失去了透明性，大大限制了其在透光性领域的应用。此外，华东理工大学的唐颂超等人通过二价的烷基苯磺酰盐来提高PC/ABS的抗静电性，但并未涉及透明性问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物。本专利技术兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，为共混物，包括聚碳酸酯、两种有机盐，聚碳酸酯与有机盐的总质量比为100:(0.5～3)，优选为100：1.5。上述两种有机盐具体包括金属类阳离子有机盐、季膦类有机盐，金属类阳离子有机盐与季膦类有机盐的质量比为(1～4)：(6～20)。所述的金属有机盐的阳离子为锂离子、镁离子、钙离子或其他金属阳离子；所述的季膦类有机盐阳离子的结构式具体是：其中R1、R2、R3均为C1～C24烷基；R4为C1～C24烷基、H或含腈基、羟基、羧基中任意一种官能团的基团；作为上述技术方案的优选，所述的金属类有机盐、季膦类有机盐中阴离子为(CF3SO2)2N-、PF6-、BF4-、Br-、Cl-、I-、NO3-或CF3CO2-；作为上述技术方案的优选，所述的两种有机盐为三正丁基辛基膦双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(简称锂盐)。本专利技术的另一个目的是提供上述兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物的制备方法，该方法具体是：步骤(1).将聚碳酸酯、季膦类有机盐分别在80～120℃下真空干燥24～48h；步骤(2).将干燥后的聚碳酸酯、季膦类有机盐和金属有机盐加入到熔融混炼设备中，于250～270℃下进行熔融混炼，得到混合物；所述的熔融混炼设备为密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机；如将干燥后的聚碳酸酯、季膦类有机盐和金属有机盐加入密炼机进行熔融混炼，预混时密炼机的转子速度为10～30rpm/min，熔融混炼1～2min，然后将转子速度提升至45～75rpm/min，熔融混炼5～10min；如将干燥后的聚碳酸酯、季膦类有机盐和金属有机盐加入单螺杆挤出机或双螺杆挤出机进行熔融混炼，喂料时螺杆挤出机的螺杆速度为10～30rpm/min，挤出时将螺杆速度提升至45～75rpm/min；步骤(3).将混合物从熔融混炼设备中出料，降至常温，得到高透明性的聚碳酸酯复合物。本专利技术的有益效果是：本专利技术创新性地将两种不同的有机盐作为添加剂在极少添加量下成功地对聚碳酸酯进行了改性，表现出两方面的优点：(1)由于有机盐具有良好的离子导电性，因此复合物具有良好的抗静电效果，且由于有机盐和聚碳酸酯的相互作用，使有机盐不易迁移，因此复合物的抗静电性能具有长期性，这具有很好的创新性。(2)金属有机盐和聚碳酸酯相容性良好，并且只加入极少量金属有机盐(特别是锂盐)就可促进离子液体(优选为三正丁基辛基膦双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐)在聚碳酸酯基体中的分散，使其在基体中的微区减小，材料具有优异的透明性，其透光率大于85％，雾度低于10％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，为共混物，其特征在于包括聚碳酸酯、两种有机盐，聚碳酸酯与有机盐的总质量比为100:(0.5～3)；上述两种有机盐具体包括金属类阳离子有机盐、季膦类有机盐，金属类阳离子有机盐与季膦类有机盐的质量比为(1～4)：(6～20)。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，为共混物，其特征在于包括聚碳酸酯、两种有机盐，聚碳酸酯与有机盐的总质量比为100:(0.5～3)；上述两种有机盐具体包括金属类阳离子有机盐、季膦类有机盐，金属类阳离子有机盐与季膦类有机盐的质量比为(1～4)：(6～20)。


2.如权利要求1所述的一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，其特征在于聚碳酸酯与有机盐的总质量比为100：1.5。


3.如权利要求1所述的一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，其特征在于所述的金属有机盐的阳离子为锂离子、镁离子或钙离子。


4.如权利要求1所述的一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，其特征在于所述的季膦类有机盐阳离子的结构式具体是：



其中R1、R2、R3均为C1～C24烷基；R4为C1～C24烷基、H或含腈基、羟基、羧基中任意一种官能团的基团。


5.如权利要求1所述的一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，其特征在于所述的金属类有机盐、季膦类有机盐中阴离子为(CF3SO2)2N-、PF6-、BF4-、Br-、Cl-、I-、NO3-或CF3CO2-。


6.如权利要求1所述的一种兼具高透明性和抗静电性的聚碳酸酯复合物，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇进，陈星汝，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33