一种增韧聚碳酸酯材料或制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于，所述增韧聚碳酸酯材料是由聚碳酸酯和光固化涂料制备的共混物，所述共混物中聚碳酸酯的重量含量等于或大于70％，光固化涂料的重量含量等于或小于30％，所述光固化涂料由至少有一种聚合物玻璃化转变温度低于0℃的低聚物或单体构成，所述光固化涂料中的低聚物和单体的平均双键官能度等于或大于1，所述光固化涂料呈分散相分布在作为连续相的聚碳酸酯的基体中。本发明专利技术通过对聚碳酸酯材料和其表面的光固化涂料进行剪切混合，有效克服了聚碳酸酯材料在抗冲击性能上的不足，在提高了聚碳酸酯的抗冲击强度的同时，基本保持聚碳酸酯其它力学性能和耐热性基本不变。性能和耐热性基本不变。性能和耐热性基本不变。

【技术实现步骤摘要】
一种增韧聚碳酸酯材料或制品及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种增韧聚碳酸酯材料或制品及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯(PC)是一种综合性能比较优良因而应用比较广泛的热塑性工程塑料，有较好的耐热性、耐蠕变性、介电性能和尺寸稳定性。但其由于分子结构原因，聚碳酸酯在成型过程中存在易产生应力开裂现象，冲击强度较低，而且在用阻燃剂、无机填料等添加剂改性后，其综合力学性能(特别是冲击强度)会急剧下降，影响聚碳酸酯的工程应用。
[0003]为了提升聚碳酸酯材料的性能，满足最终部件的使用性能要求，常通过增强、增韧、填充、共混等改性方法改进其加工性和使用性能。例如，通过玻璃纤维增强聚碳酸酯，可提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性；通过添加阻燃剂，可提高聚碳酸酯的阻燃性能。这些改性方法可能会使得聚碳酸酯的韧性、抗冲击强度和抗应力开裂性受到损害。因此，开发韧性更好的聚碳酸酯材料、寻找聚碳酸酯新的有效的增韧方法，对于获得综合性能优良的聚碳酸酯材料、满足客户对聚碳酸酯性能的要求、拓展聚碳酸酯的应用范围，都具有意义。
[0004]在聚碳酸酯材料的表面应用光固化涂料是一种常见的技术和工艺，例如，美国专利4908230(1988)“Process for Coating Polycarbonates with UV Curable Coatings”介绍了在冷却光固化涂料至40
°
F以下的温度，同时周围空气保持露点温度的条件下，将冷却的光固化涂料施用于聚碳酸酯底材，然后紫外辐照，底材上基本没有水汽凝结。但把可光固化涂料涂敷在聚碳酸酯材料表面，光固化后再使光固化涂料分布在聚碳酸酯中以改善聚碳酸酯的韧性的研发或应用，我们尚未见有中、外文献报道过。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种制备增韧的或抗冲击强度高的聚碳酸酯材料或制品，以及它们的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种增韧聚碳酸酯材料及其制品，是由聚碳酸酯和光固化涂料制备的共混物构成的，所述共混物中聚碳酸酯的重量含量等于或大于70％，光固化涂料的重量含量等于或小于30％，所述光固化涂料由至少有一种聚合物玻璃化转变温度低于0℃的低聚物或单体构成，构成光固化涂料的低聚物和单体的平均官能度大于1.0，所述光固化涂料呈分散相分布在聚碳酸酯的基体中。在本专利技术中，官能度是低聚物或单体中参与光固化反应(包括光固化聚合和光固化交联)的官能团的数目，也就是碳碳双键官能团的数目。
[0008]在所述的共混物中，聚碳酸酯呈连续相分布，光固化涂料呈分散相分布在聚碳酸酯的基体中。这里的光固化涂料已经不是传统意义上的用于聚碳酸酯表面的涂料了，传统意义上的涂料是一种连续的表面层。在本专利技术中，所述光固化涂料已变成小尺寸的分散体，
也就是分散相，分布在聚碳酸酯基体中。在聚碳酸酯基体中，所述的光固化涂料作为分散相，其颗粒平均直径不大于100μm。典型地，所述的光固化涂料作为分散相的颗粒平均直径在0.01
‑
10μm之间。
[0009]所述光固化涂料由粘附在聚碳酸酯材料表面的可光固化涂料经紫外光固化而成。所用的光固化涂料在光固化前(也就是可光固化涂料)呈稀薄的或粘稠的可流动的状态。可光固化涂料粘度可在100
‑
200000Pa
·
s之间取值。一个典型粘度可在在100
‑
10000Pa
·
s(25℃，旋转粘度计)之间取值。根据粘度的不同，可采用不同方法(如喷涂、辊涂、抽涂等)使可光固化涂料粘附在聚碳酸酯材料表面。
[0010]所述共混物中聚碳酸酯的重量含量等于或大于70％，光固化涂料的重量含量等于或小于30％，这样，可以使得共混物保持聚碳酸酯的拉伸强度等基本性能，同时提高聚碳酸酯的韧性或抗冲击性能。典型地，在所述共混物中光固化涂料的重量含量在2％
‑
15％之间，就可以使得聚碳酸酯材料有良好的拉伸强度和韧性。
[0011]由线性聚合物或交联聚合物构成的光固化涂料，均可用来提高聚碳酸酯的韧性。当光固化涂料中的低聚物和单体的平均双键官能度等于1时，所得到的光固化涂料中的聚合物是线性的；当光固化涂料中的低聚物和单体的平均双键官能度大于1时，得到的光固化涂料中的聚合物是交联的。通常采用低聚物和单体的平均双键官能度大于1的光固化涂料，用来改性聚碳酸酯，以便得到交联的结构，从而得到耐热性、拉伸强度和韧性较好的聚碳酸酯材料。
[0012]所述光固化涂料可由一种或多种低聚物或单体构成。在光固化涂料所用的低聚物或单体中，至少有一种低聚物或单体的聚合物玻璃化转变温度(Tg)低于0℃。
[0013]我们用Tg高于室温的低聚物和单体制备可光固化涂料涂料，通过本专利技术所公开的工艺制得其与聚碳酸酯新料的共混物。测试结构表明：共混物的缺口冲击强度甚至低于聚碳酸酯新料的缺口冲击强度，其它性能如拉伸强度也有所下降。因此，选用Tg远低于室温的低聚物和单体来配制可光固化涂料，对获得良好的抗冲击性能是很重要的。
[0014]还公开了一种增韧聚碳酸酯制品，由前述的增韧聚碳酸酯材料制成。增韧聚碳酸酯制品可以是注塑制品，也可以是挤出制品。
[0015]所述增韧聚碳酸酯材料的制备方法包括如下步骤：
[0016]第1步，制备可光固化涂料：将可光固化低聚物、光引发剂、以及根据工艺、性能或成本要求而需要添加的可光固化单体、助引发剂、溶剂、稀释剂、增塑剂、颜料、色浆、填料、消泡剂、流平剂、偶联剂和润湿分散剂等混合，搅拌均匀，制得可光固化涂料；所述可光固化涂料呈液态状、糊状或膏状，粘度不高于200000Pa
·
s(25℃，旋转粘度计)，通常也不会低于100Pa
·
s；所述可光固化涂料可以是是透明的或半透明的，也可以是带有颜色的；
[0017]第2步，涂敷：将待增韧的聚碳酸酯材料用第1步得到的涂料涂敷，使得待增韧的聚碳酸酯材料的表面涂有一层平均厚度不超过2mm的涂层；所述待增韧的聚碳酸酯材料为每个颗粒重量不超过2g的粒料、厚度不超过5mm的片材、直径不超过6mm的线材、聚碳酸酯的水口料或回收料；所述粒料的涂敷的方式为用喷涂、浸涂、刮涂、淋涂、刷涂或搅拌混合；所述片材或带材的涂敷的方式为抽涂、辊涂、浸涂、喷涂、淋涂或印刷法涂敷；或者，将第1步得到的涂料和待增韧的聚碳酸酯材料放在一起并搅拌均匀；可选地，在用可光固化涂料涂敷前或涂敷后，将待增韧的聚碳酸酯材料用破碎机或粉碎机加入破碎或粉碎；
[0018]第3步，光固化：用紫外线辐照由第2步所得被涂敷的聚碳酸酯材料，使涂敷在聚碳酸酯材料表面的涂料部分固化或完全固化；在用一个或多个方向的紫外光源辐照被涂敷的聚碳酸酯材料时，被涂敷的聚碳酸酯材料可被连续地或被间歇地翻面、翻动、搓动、搅动、振动、转动或吹动；在光固化之前或光固化完成后，可在50
‑
120℃下进行烘烤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述增韧聚碳酸酯材料是由聚碳酸酯和光固化涂料制备的共混物，所述共混物中聚碳酸酯的重量含量等于或大于70％，光固化涂料的重量含量等于或小于30％，所述光固化涂料由至少有一种聚合物玻璃化转变温度低于0℃的可光固化的低聚物或单体构成，构成光固化涂料的低聚物和单体的平均官能度大于1.0，所述光固化涂料呈分散相分布在作为连续相的聚碳酸酯的基体中。2.根据权利要求1所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述光固化涂料由可光固化涂料经紫外光固化而成；所述可光固化涂料的粘度为100
‑
200000Pa
·
s，由可光固化的低聚物和光引发剂组成，或者由可光固化的低聚物、可光固化单体和光引发剂组成；所述可光固化的低聚物为可光固化的纯丙烯酸酯聚合物、聚氨酯丙烯酸酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯、不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、环氧甲基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯聚合物、环氧树脂、水性可光固化低聚物中的一种或几种，或者是低聚物和溶剂、稀释剂或单体的混合物；所述可光固化单体是单官能团的、双官能团的、三官能团的或高官能团的单体；所述的可光固化涂料中至少含有一种双官能团、三官能团或多官能团的可光固化低聚物或可光固化单体；所述光引发剂包括I、II类光引发剂；所述的I、II类光引发剂选自二苯甲酮、1
‑
羟基
‑
环己基
‑
苯基甲酮、安息香双甲醚、2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮、2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、异丙基硫杂葸酮中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：可光固化涂料还含有助引发剂、溶剂、稀释剂、增塑剂、颜料、色浆、填料、消泡剂、流平剂、偶联剂和/或润湿分散剂；所述助引发剂选自三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N
‑
甲基乙醇胺、N，N
‑
二甲基乙醇胺、N，N
‑
二乙基乙醇胺、4
‑
二甲氨基苯甲酸乙酯、二乙胺或二乙醇胺与二官能团丙烯酸酯或多官能团丙烯酸酯经迈克尔加成反应而制得的化合物中的一种或两种以上的组合物；所述的溶剂为沸点低于200℃的醇类、酯类、酮类、芳烃类、醇醚类、醚酯类溶剂、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、硝基甲烷、硝基乙烷、1
‑
硝基丙烷和水；所述的稀释剂为含有所述的溶剂和/或所述的单体的液体混合物；所述的增塑剂为常压下沸点高于280℃的苯二甲酸酯类、磷酸酯类、多元醇类和二元脂肪酸酯类化合物；所述的颜料是无机颜料、有机颜料或其混合物；所述的填料是无机填料或有机填料；所述的无机填料是碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、高岭土、微硅粉、硅藻土或白炭黑。所述的有机填料是纳米纤维素、硅树脂粉末或橡胶粉末。所述的偶联剂是硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。4.根据权利要求1所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的可光固化涂料含有0.5
‑
10份的聚碳酸酯树脂或0.2
‑
5份聚合物相容剂；所述的聚合物相容剂是马来酸酐接枝的、丙烯酸接枝的、甲基丙烯酸酯接枝的或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的聚烯烃、聚烯烃弹性体或聚硅氧烷，或者是聚碳酸酯的嵌段共聚物、苯乙烯
‑
马来酸酐共聚物和苯乙烯
‑
丙烯腈
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。5.根据权利要求1所述的一种增韧聚碳酸酯材料，其特征在于，以重量计，可光固化涂料由100份可光固化低聚物和1
‑
8份光引发剂组成，由100份可光固化低聚物、2
‑
80份可光固...

【专利技术属性】
技术研发人员：华建军，王武光，丁阳，季捷，杨瑞，张红梅，吴超，韩辉升，
申请(专利权)人：吉安创德精密电子有限公司，
类型：发明
国别省市：