一种良外观低碳环保纤维增强PC/PLA复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料及制备方法，该复合材料由以下组分按照重量份制备而成：聚碳酸酯15

【技术实现步骤摘要】
一种良外观低碳环保纤维增强PC/PLA复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于低碳环保高分子复合材料
，具体涉及一种良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料及制备方法。

技术介绍

[0002]玻璃纤维增强PC因其优异的强度、高模量、耐热和尺寸稳定性广泛应用在家电、电子电器、通信等领域。如电视机、显示器边框和支架；笔记本电脑中框和面板；空调导风条和支架、电表外壳等。玻璃增强PC的广泛应用也带来了废旧塑料的再利用难题，一方面玻纤增强PC的回收难度大，另一方面其回收料的性能衰减较大，难以满足再次利用的要求，最终造成塑料垃圾泛滥，严重影响了人们的生活环境和生态环境。
[0003]为了解决能源问题和生态环境问题，世界范围内对低碳环保材料的开发和利用采取了一系列有效措施，尤其我国在低碳环保材料的发展上更是走在前段，减少碳排放和碳足迹将是未来长期引领材料发展的方向。
[0004]目前低碳环保材料的发展主要有生物基降解材料和生物基低碳材料。前者主要是目前发展较快的PBAT膜袋材料、PLA合金的刀叉勺材料等，而后者为在传统石油基塑料基础上复合一定料的生物基塑料减少碳排放和碳足迹。生物降解膜袋和刀、叉、勺因材料性能应用较为单一，而低碳材料替代传统石油基材料具有广泛的领域和庞大的体量具有十分重要的意义。
[0005]本专利技术由生物基材料聚乳酸(PLA)和PC复配同时加入PC回收料，不但促进了PC的回收利用，而且增加了生物基材料的应用，大大降低了碳排放和碳足迹，具有重大的意义。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料及制备方法，通过特殊相容技术显著提高了PC和PLA的相容性。采用特殊增塑和扩链技术大大提高了PLA的加工性能、避免气高温分解，同时降低了PC的熔融温度。保证了后续注塑过程能稳定成型，避免产生孔洞、花纹、气泡、料花等缺陷。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术首先提供了一种良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料，其由以下组分按照重量份制备而成：聚碳酸酯(PC)15
‑
30份、聚乳酸(PLA)20
‑
30份、增韧剂5
‑
10份、相容剂15
‑
18份、短切玻璃纤维10
‑
15份、聚碳酸酯回收料10
‑
20份、抗水解剂1
‑
2份、抗氧剂0.1
‑
0.3份、润滑剂0.5
‑
1份、扩链剂0.3
‑
0.5份、酯交换抑制剂0.2
‑
0.5份、增塑剂3
‑
5份；所述相容剂为马来酸酐接枝PBAT(PBAT
‑
MAH)和PMMA组成的混合物；进一步的，所述相容剂中PBAT
‑
MAH和PMMA的重量比为(4
‑
8)：(10
‑
12)。本方案中相容剂的作用原理为：PBAT
‑
MAH中的PBAT链端与PLA有较好的相容性，MAH链端与PC和玻璃纤维结合起到桥梁的作用；同时PMMA中含有的甲基丙烯酸甲酯与PC和PLA的羧基较易结合，起到桥梁作用。本申请以PBAT
‑
MAH和PMMA共混物为相容剂，能够显著改善PC和PLA的相容性。
[0009]作为优先的技术方案，其中：
[0010]所述聚碳酸酯为高流动级，其在300℃、1.2Kg测试条件下的熔融指数为18
‑
30g/10min；所述聚乳酸的光纯度≤96％，其在190℃，2.16Kg测试条件下的熔融指数≤4g/10min，为高分子量产品。
[0011]所述增韧剂为MBS；所述PMMA是熔指为3
‑
5g/10min(测试条件为220℃，10公斤)的高分子量聚合物。本专利技术通过马来酸酐接枝PBAT和PMMA提升了PC和PLA的相容性。
[0012]所述短切玻璃纤维的单丝直径为10
‑
13μm、长度为3
‑
4.5mm。
[0013]所述PC回收料为PC水桶料破碎造粒；
[0014]所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和季戊四醇类抗氧剂组成的混合物。更进一步优选的，所述受阻酚类抗氧剂和季戊四醇类抗氧剂的质量比为1:1。
[0015]所述扩链剂为磷酸三苯酯和环氧基团类扩链剂组成的混合物；环氧基团类扩链剂可选用巴斯夫ADR 4468；更进一步优选的，磷酸三苯酯和环氧基团类扩链剂的质量比为2:1。本专利技术中通过引入扩链剂和润滑剂体系，有效的保证了材料的熔体强度，减少PC回收料和PLA的热分解，使得材料在成型过程中能够稳定成型，避免产生孔洞、花纹、气泡等缺陷。
[0016]所述酯交换抑制剂为磷酸二氢钠；
[0017]所述抗水解剂为聚碳化二亚胺；所述增塑剂为芳香族聚氧乙烯醚和乙二醇酯组成的混合物；更进一步优选的，所述芳香族聚氧乙烯醚和乙二醇酯的质量比为4:1。本专利技术通过抗水解剂对PLA进行耐水解改性，通过增塑剂对PLA进行塑化改性，提高了PLA的加工稳定性和冲击强度。
[0018]本专利技术还提供了一种如上述所述的良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)将聚碳酸酯、聚碳酸酯回收料、聚乳酸充分干燥，保证含水率≤0.08，备用；
[0020](2)除短切玻璃纤维外，将其它所用原料按照配比混合均匀，得到混合料；混合料通过主喂料口加料，短切玻璃纤维通过侧喂料口加料，经双螺杆挤出机熔融挤出后造粒，制得目标产品，即良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料。其中：所述双螺杆挤出机的长径比为40：1，工作温度为190
‑
210℃，螺杆转速控制在350
‑
400r/min。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术在PC中复配PC回收料和PLA增加了材料的循环利用和生物基低碳材料的使用，对比传统材料具有更低的碳排放和减少碳足迹，促进了低碳材料的发展和应用。
[0023](2)本专利技术中采用相容性较好的MBS为增韧剂、马来酸酐接枝PBAT和PMMA为相容剂改善了复合材料的相容性和冲击强度，复合材料具有出色的光泽。同时因PLA内增塑作用(因PLA为结晶材料，高温下流动性好，同时与PC的端羧基相互作用，减弱了PC分子链之间的作用力，有利于PC的热塑加工)使复合材料的流动性较高，具有明显抗浮纤效果，使合金具有出色的外观特征。
[0024](3)本专利技术使用的增塑剂为芳香族聚氧乙烯醚和乙二醇酯组成的混合物，这两种物质协调增塑，他们之间有一定的结合作用，可改善普通增塑剂的析出，增加增塑的有效性，提高了PLA的加工塑性，改善了其脆断的缺陷，同时降低了PC的熔体粘度，使合金材料可以在低温加工，保证合金材料具有较高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料，其特征在于：其由以下组分按照重量份制备而成：聚碳酸酯15
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30份、聚乳酸20
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30份、增韧剂5
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10份、相容剂15
‑
18份、短切玻璃纤维10
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15份、聚碳酸酯回收料10
‑
20份、抗水解剂1
‑
2份、抗氧剂0.1
‑
0.3份、润滑剂0.5
‑
1份、扩链剂0.3
‑
0.5份、酯交换抑制剂0.2
‑
0.5份、增塑剂3
‑
5份；所述相容剂为马来酸酐接枝PBAT和PMMA组成的混合物。2.根据权利要求1所述的良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料，其特征在于：所述聚乳酸的光纯度≤96％，其在190℃，2.16Kg测试条件下的熔融指数≤4g/10min。3.根据权利要求1所述的良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料，其特征在于：所述相容剂中马来酸酐接枝PBAT和PMMA的重量比为(4
‑
8)：(10
‑
12)。4.根据权利要求1所述的良外观低碳环保玻纤增强PC/PLA复合材料，其特征在于：所述短切玻璃纤维的单丝直径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌从玲，王雷，徐敬楠，
申请(专利权)人：合肥市皖能塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：