一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于化工领域,涉及一种聚碳酸酯材料,具体来说是一种高韧性可喷涂玻 纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 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,根据酯基的结构可 分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族_芳香族聚碳酸 酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得 了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性,现已成为五大工程塑料中增长速度最快的 通用工程塑料。
[0003] PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有 工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。由 于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性,是优良的绝缘材料。同 时,其良好的难燃性和尺寸稳定性,使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯 树脂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。
[0004] PC具有优异的冲击性能,但是其主要的缺点在于耐溶剂性能差,玻纤增强之后材 料的冲击性能急剧下降;这样限制了材料的应用范围,尤其是耐溶剂性能差,限制了其喷漆 性能,对一些日用品,需要喷漆以增加其观赏性的物件,例如:手机外壳,电子电器外壳等 等;而现在手机外壳料,大部分使用的都是PC材料,该材料需要优异的韧性,强度以及喷漆 性能,而且都是国外材料垄断,急需解决。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳 酸酯材料及其制备方法,所述的这种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法解 决了现有技术中的PC材料耐溶剂性能差,玻纤增强之后材料的冲击性能急剧下降的技术问 题。
[0006] 本发明提供了一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料,由如下重量份的组分组 成: 聚碳酸酯 30-60重量份, 硅烷共聚聚碳酸酯 10~40重量份,
[0007] 增軔剂 1~5重量份, 玻纤 5~30重量份, 加工助剂 G. 8~1. 2重量份,
[0008] 所述的聚碳酸酯的相对密度1.18-1.21,熔点230-270°C,在300 °C、1.2公斤的熔融 指数为5_25g/10min,成型收缩率在0.4~0.7范围内;所述的硅烷共聚聚碳酸酯为一种合成 过程当中与硅烷化合物进行共聚反应的聚碳酸酯材料,其密度为1.18-1.21,熔点230-270, 在300°C、1.2公斤的熔融指数为5-25g/10min,成型收缩率在0.4~0.7范围内,低温冲击超 过40的聚碳酸酯材料,所述的增韧剂为P0E接枝MAH、丙烯酸酯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、聚 酯弹性体、或者聚烯烃弹性体中的一种或两种以上的组合,所述的玻纤为无碱玻璃纤维、中 碱玻璃纤维、或者高强玻璃纤维中的一种或两种以上的组合,其纤维直径为6-25微米。
[0009] 进一步的,所述的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一 种或两种以上的组合,其中,所述的主抗氧剂为0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八 碳醇酯、四[0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4_二叔丁基苯基)季戊 四醇或2,6_二叔丁基-4-4甲酚中的一种或两种以上的组合;所述的辅助抗氧剂为三(2,4一 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或两种 以上的组合;所述的内润滑剂为E蜡,硬脂酸钙或者聚乙烯蜡(PE蜡)中的一种或两种以上的 组合,所述的外润滑剂为硅酮母粒或者季戊四醇硬脂酸脂(PETS)。
[0010] 进一步的,所述的聚碳酸酯、硅烷共聚聚碳酸酯的重量比为45:40。
[0011] 本发明还提供了上述一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法,按照 重量份数称取聚碳酸酯、硅烷共聚聚碳酸酯、增韧剂、玻纤、加工助剂,将聚碳酸酯与硅烷共 聚聚碳酸酯、增韧剂、加工助剂加入高混机高速搅拌,然后加入到挤出机的主喂料器,玻纤 从侧喂料扣中加入,最后进入到双螺杆挤出机中进行基础造粒,该挤出机温度分布如下:由 进料段到机头分别为 :220±l(rc、260±l(rc、260±l(rc、260±l(rc、255±l(rc、245±10 °C、240 ± 10 °C、230 ± 10 °C、220 ± 10 °C,模头:245 ± 10 °C,材料挤出后经过水冷、切粒和干燥 获得高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料。
[0012] 本发明选用的聚碳酸酯、硅烷共聚聚碳酸酯组合,降低了成本,也提升了材料的耐 溶剂性能;本发明使用增韧剂可以有效的降低PC材料内应力,实现材料的可喷涂性。
[0013] 本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。本发明提供了一种高韧性可喷涂 玻纤增强PC材料,具有优异的力学性能以及优异的可喷涂性能。可用于需要喷涂、强度要求 高的制件,例如:电子电器外壳、汽车配件等。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0015] 下述实施例采用的普通PC为嘉兴帝人生产的市售产品,硅烷共聚PC为出光生产的 PC粉料;增韧相容剂为丙烯酸酯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(MBS),罗门哈斯公司生产,该增 韧剂流动性好,提高材料的分散性,增加材料的可喷涂性能。在生产过程中,重点监控材料 的灰分,生产出合格的材料。
[0016] 实施例1-5
[0017] 将普通PC树脂与硅烷共聚PC树脂、各种助剂加入高混机高速搅拌2分钟,加入到挤 出机的主喂料器,玻纤从侧喂料扣中加入,最后进入到双螺杆挤出机中进行基础造粒。该挤 出机温度分布如下:由进料段到机头分别为:220 °C、260 °C、260 °C、260 °C、255 °C、245°C、240 °C、230 °C、220 °C,模头:245 °C,材料挤出后经过水冷、切粒,然后包装。粒料在鼓风干燥箱, 110 °C干燥4小时,然后由注塑机制备测试样条。
[0018] 实施例1~5各原料重量份数见表1。
[0019] 表1实施例1~5的原料重量份数
[0021]表2性能测试结果
[0022]
[0023]从上述实施例可以看出,纯PC加玻纤材料,无法实现材料的可喷涂性能;而硅烷共 聚PC的加入能够有效的克服PC材料喷涂性能差的缺点,但是硅烷共聚PC价格昂贵,是普通 PC的2.5倍左右,因此全部使用硅烷共聚PC虽然效果很好,但是成本太高,对商业化不利,我 们寻找到了一个平衡点在普通PC和硅烷共聚PC比例为45:40的时候,实现了利润,性能的平 衡点。增韧剂来说,MBS效果比丙烯酸酯类的效果好一些。
【主权项】
1. 一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料,其特征在于由如下重量份的组分组成: 聚碳酸酯 30-60重量份, 硅烷共聚聚碳酸酯 10~40重量份, 增韧剂 1~5重量份, 玻纤 5~30重量份, 加工助剂 0.8~1.2重量份, 所述的聚碳酸酯的相对密度1.18-1.21,熔点230-270°C,在300°C、1.2公斤的熔融指数 为5-25g/10min,冲击强度大于55,成型收缩率在0.4~0.7范围内;所述的硅烷共聚聚碳酸 酯为一种合成过程当中与硅烷化合物进行共聚反应的聚碳酸酯材料,其密度为1.18-1.21, 熔点230-270,在300°C、1.2公斤的熔融指数为5-25g/10min,冲击强度大于55,成型收缩率 在0.4~0.7范围内,低温冲击超过40的聚碳酸酯材料,所述的增韧剂为POE接枝MAH、丙烯酸 酯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、聚酯弹性体、或者聚烯烃弹性体中的一种或两种以上的组合, 所述的玻纤为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、或者高强玻璃纤维中的一种或两种以上的组 合,其纤维直径为6-25微米。2. 根据权利要求1所述的一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料,其特征在于:所述 的加工助剂为主抗氧剂、辅助抗氧剂、内润滑剂、外润滑剂中的一种或两种以上的组合,其 中,所述的主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔 丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、双(2,4_二叔丁基苯基)季戊四醇或2,6_二叔丁基ΙΑ 甲酚中的一种或两种以上的组合; 所述的辅助抗氧剂为三 (2,4 一二叔丁基苯基) 亚磷酸 酯、硫代三丙酸二月桂酯或硫代二丙酸双硬脂醇酯中的一种或两种以上的组合;所述的内 润滑剂为Ε蜡,硬脂酸钙或者聚乙烯蜡中的一种或两种以上的组合,所述的外润滑剂为硅酮 母粒或者季戊四醇硬脂酸脂。3. 根据权利要求1所述的一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料,其特征在于:所述 的聚碳酸酯、硅烷共聚聚碳酸酯的重量比为45:40。4. 权利要求1所述的一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法,其特征在 于:按照重量份数称取聚碳酸酯、硅烷共聚聚碳酸酯、增韧剂、玻纤、加工助剂,将聚碳酸酯 与硅烷共聚聚碳酸酯、增韧剂、加工助剂加入高混机高速搅拌,然后加入到挤出机的主喂料 器,玻纤从侧喂料扣中加入,最后进入到双螺杆挤出机中进行基础造粒,该挤出机温度分布 如下:由进料段到机头分别为:220±10°C、260±10°C、260±10°C、260±10°C、255±10°C、 245 ± 10 Γ、240 ± 10 Γ、230 ± 10 Γ、220 ± 10 Γ,模头:245 ± 10 Γ,材料挤出后经过水冷、切 粒和干燥获得高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料。
【专利摘要】本发明提供了一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料,由30-60重量份的普通聚碳酸酯,10?40重量份的硅烷共聚聚碳酸酯,1?5重量份的增韧剂,5?30重量份的玻纤,0.8?1.2重量份的加工助剂组成。本发明还提供了上述一种高韧性可喷涂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法,将普通聚碳酸酯与硅烷共聚聚碳酸酯、增韧剂、加工助剂加入高混机高速搅拌,然后加入到挤出机的主喂料器,玻纤从侧喂料扣中加入,最后进入到双螺杆挤出机中进行基础造粒,材料挤出后经过水冷、切粒,然后包装。本发明具有优异的力学性能以及优异的可喷涂性能,可用于需要喷涂、强度要求高的制件。
【IPC分类】B29C47/92, C08K5/134, C08L69/00, C08K7/14, C08K5/526, C08K13/04
【公开号】CN105713364
【申请号】CN201510993651
【发明人】胡春华
【申请人】上海胜南复合材料有限公司