一种具有多层结构的PC/POK复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多层结构的PC/POK复合材料，包括基体层和表面层；所述基体层为主要成分为聚碳酸酯的材料层，所述表面层为聚酮层。所述复合材料是PC与POK通过共挤出或热压复合形成的板材，其较单一PC板材在耐磨、耐水解、耐化学品和气体阻隔等方面均可得到显著的提升，从而可以满足电子电器、机械设备、交通、建筑和医疗设备等领域的特殊需求。

A PC / Pok composite with multilayer structure and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有多层结构的PC/POK复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种具有多层结构的PC/POK复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，最常用的是双酚A型PC。由于其分子中含有大量的苯环结构，分子链刚性较大，不易结晶，玻璃化转变温度高。PC的分子链结构特点决定了它具有许多优异的性能，如均衡的刚性和韧性，抗蠕变和尺寸稳定性好，耐热，透明，吸水率低，无毒，介电性能优良等，因而广泛应用于电子电器、汽车、通讯、医疗、家电等领域。但另一方面，PC具有较高的熔体粘度，对缺口敏感，耐有机化学品性和耐磨性较差。聚酮(简称POK)，是一种新型绿色聚合物材料，具有许多优异的性能，如在宽泛的温度范围内优异的冲击强度，优异的耐化学性和耐水解稳定性，优异的耐燃油性，高热变形温度，卓越的摩擦性能，低渗透性/高(气体)阻隔性，优异的阻燃性能等。目前关于PC/POK复合材料的专利文献中，均采用合金化的技术方案对PC进行改性，如达到PC耐磨或耐化学性等的提升，但材料的综合性能存在不足。而另一方面，采用共挤出技术能够使具有不同特性的多层物料在挤出过程中彼此复合在一起，从而使一种制品兼有几种不同材料的优良特性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有多层结构的PC/POK复合材料，在多层结构的复合材料体系中，每层材料均可体现其自身的优异性能，使得整个复合材料体系呈现出一个最优的产品性能表现，尤其对于弥补PC的耐化学性和耐磨性是一个很好的解决方案，可以应用于电子电器、机械设备、交通、建筑和医疗设备等领域。本专利技术旨在引入两种新的工艺来生产具有多层结构的PC/POK复合材料，即塑料的共挤出工艺和热压复合工艺。因为在实际加工中PC基材和POK之间的粘合性较差，本专利技术采用在表面层和基体层之间添加PC/ABS/POK粘接层的方法以增加层间的结合力，从而满足实际使用的要求。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种具有多层结构的PC/POK复合材料，包括基体层和表面层；所述基体层为主要成分为聚碳酸酯的材料层，所述表面层为聚酮层。本专利技术中，所述表面层设置在基体层一侧，或者所述表面层设置在基体层两侧。本专利技术中，为了增强基体层和表面层之间的粘结强度，所述复合材料还包括设于基体层和表面层之间的粘接层。本专利技术中，作为优选，所述粘接层为PC/ABS/POK合金。本专利技术中，作为优选，所述粘接层厚度为5～200微米。进一步优选为10～50微米。本专利技术中，作为优选，所述粘接层中POK与PC组分的质量比为1/5～1/1。进一步优选为1/3～1/1。所述粘接层中POK与ABS组分的质量比为1/5～1/0.5。进一步优选为1/2～1/0.5。本专利技术中，作为优选，所述基体层为PC层，PC/ABS合金层，阻燃增强PC层，阻燃增强PC/ABS层中的任意一种。制作时，所述PC/ABS合金层，阻燃增强PC层，阻燃增强PC/ABS层均可以通过向聚碳酸酯添加对应的添加剂制备得到，比如PC/ABS合金材料综合两者的优良性能，可以将一定比例的PC和ABS以及对应的增容剂或相容剂采用现有的方法制备得到，也可以直接采用现有收购产品。阻燃增强PC层、阻燃增强PC/ABS层分别由阻燃增强PC材料和阻燃增强PC/ABS材料制成，可以通过向PC或PC/ABS中加入阻燃剂和无机填料制备得到，常见的阻燃剂包括但不限于低聚物有机磷阻燃剂如低聚磷酸酯、聚磷酸酯、低聚膦酸酯、混合的磷酸酯/膦酸酯阻燃剂组合物或磷腈类阻燃剂。无机填料包括但不限于玻璃纤维、超细滑石粉等。除此以外，还可以根据需要添加其他添加剂，比如可以添加热稳定剂等。本专利技术中，作为优选，所述基体层的厚度为100～8000微米。进一步优选为1～5毫米。本专利技术中，作为优选，所述表面层的厚度为10～1000微米。进一步优选为100～300微米。本专利技术中，作为优选，所述复合材料通过共挤出或热压复合制备得到。一种上述任一技术方案所述具有多层结构的PC/POK复合材料的制备方法。本专利技术将引入两种新的工艺来生产具有多层结构的PC/POK复合材料，即塑料的共挤出工艺和热压复合工艺。共挤出工艺：目前的板材或薄膜的共挤工艺根据设备不同可分为：1)熔体分配器(Feedblock)加单层衣架型模头的共挤方式和2)多层衣架型模头(Multi-ManifoldDie)共挤出方式。熔体分配器加单层模头的共挤方式是较为传统的共挤出工艺，由于不同材料在分配器后就开始接触，可能会由于材料的热性能以及熔体流动粘度的不同造成流动不稳定，厚度分布不均匀等问题，造成这种配置方式对熔体流道特别是单层模头内腔流道的要求非常高。多层衣架型模头的共挤出方式中，不同的材料通过不同的熔体流道进入模头内腔，直到模唇的位置才汇合到一起，避免由于材料热性能或流动性能不同所可能造成的问题，是一种比较新型的挤出方式。本专利技术原则上两种共挤出方式都可以选择，但是优选多层衣架型模头的共挤出方式。热压复合工艺：顾名思义，就是通过热和压力的同时作用，将两种材料粘结在一起，优选的情况是，将两种基体树脂性能接近或者相同的材料热压复合，材料的粘结性将得以保证。本专利技术将提前生产好的一种或者多种薄膜/片材类材料，在聚合物压延挤出工艺的工程中在线送入压延辊，与基体材料进行在线热复合：即首先生产出POK薄膜，该POK薄膜是通过共挤出工艺做出的2层结构的薄膜，表层是POK材料，底层是PC/ABS/POK材料形成的粘接层。然后在挤出PC板材的时候，将POK薄膜通过覆膜装置压合在PC板上，如图1所示。或者，首先生产出POK的单层薄膜，PC与粘结层通过板材共挤出工艺生产，将前道工序生产的POK薄膜在线贴合于粘接层上。在图1中，标记为1，2，3和4的辊为可以加热和加压力的钢辊。本专利技术将聚碳酸酯原材料粒子通过共挤出模头与聚酮原材料粒子共同挤出，或者在线热压复合工艺形成三层或者多层结构。在以上加工工艺的基础上，本专利技术所涉及的材料结构为三层及三层以上的多层结构。如第一层为基体材料层，采用聚碳酸酯制成，该层提供基本的力学强度、耐热、阻燃等性能，厚度为100～8000微米；第二层为粘接层，由PC/ABS/POK的共混材料构成，厚度为5～200微米；第三层为POK层，采用挤出级的原料制成，该层的厚度为10～1000微米。在实际应用中，第一层为内层，第三层为外层，与外界环境相接触。在要求板材具备高强度和高模量的情况下，也可以选择如第一层(内层)为增强PC或增强PC/ABS基体材料层，厚度为100～5000微米；第三层(外层)为POK层，该层的厚度为10～1000微米。也可以是五层结构，其中POK位于上表层和下表层，PC在里层，在POK和PC层之间有PC/ABS/POK所形成的粘接层。本专利技术的有益效果在于，所得PC/POK复合材料较单一PC板材在耐磨、耐水解、耐化学品和气体阻隔等方面均可得到显著的提升，从而可以满足电子电器、机械设备、交通、建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，包括基体层和表面层；所述基体层为主要成分为聚碳酸酯的材料层，所述表面层为聚酮层。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，包括基体层和表面层；所述基体层为主要成分为聚碳酸酯的材料层，所述表面层为聚酮层。


2.根据权利要求1所述具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，还包括设于基体层和表面层之间的粘接层。


3.根据权利要求2所述具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，所述粘接层为PC/ABS/POK合金。


4.根据权利要求2所述具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，所述粘接层厚度为5～200微米。


5.根据权利要求2所述具有多层结构的PC/POK复合材料，其特征在于，所述粘接层中POK与PC组分的质量比为1/5～1/1。


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【专利技术属性】
技术研发人员：吴彤，李莹，孙亚峰，王春敏，
申请(专利权)人：无锡赢同新材料科技有限公司，嘉兴领科材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32