本发明涉及高分子工程塑料领域，尤其涉及一种耐低温高抗冲聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐蠕变性、耐候性、透明性和无毒性等优点，目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域、但它也存在一些缺点，如加工流动性差、易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。
同时，由于聚碳酸酯的非结晶性，分子间的堆砌不够致密，在低温甚至是超低温环境下，聚碳酸酯的力学性能发生改变，耐冲击力降低，强度减弱。虽然目前加入抗冲击改性剂和阻燃剂的耐低温阻燃聚碳酸酯的低温性能 -30℃～-40℃，甚至更低，并且能达到较高阻燃级别，但聚碳酸酯材料本身的高透明性将受到较大的影响。
在先专利 CN101454210B 中公开了一种聚碳酸酯和甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸萘酯的混合物，该混合物保持有极佳的光学性质，但并未提及该混合物的耐低温性能和阻燃性能。
在先专利JP2010185031A 公开一种耐水解的含有聚氨酯型树脂的聚碳酸酯/ABS合金树脂组合物，其中聚氨酯型树脂是聚酰胺型树脂和/或聚丙烯酸酯型树脂。但是，该聚氨酯型树脂不是热塑性聚氨酯弹性体，抗冲击性能和耐热性能仍然不够。
因此，如何获得一种兼顾良好的耐低温，及较好的抗冲击性能，同时生产成本又相对合理的方法，依然值得人们不断努力探索。
技术实现要素：
为了克服上述问题，本发明提供了一种具有耐低温高抗冲的聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯65-80份；
闪石粉10-20份；
偶氮二异丁腈1-2.5份；
抗氧剂0.2-1.2份；
核壳纳米粒子乳液5.5-8份；
增容剂4-6份；
光扩散剂5-9份；
润滑剂0.5-1.5份；
阻燃剂0.5-1.8份。
所述闪石粉是由白云石和石英混合沉积后形成的天然共存无机矿石粉经超细粉碎为粒径在2000目-6000目的粉体。
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将闪石粉于65°C-95°C温度下干燥1-2小时，待用；
2）按重量配比称取干燥的闪石粉加入料筒温度在 65℃-95℃的高速混合机中，搅拌4-5分钟，然后按重量配比称取偶氮二异丁腈2.5份和核壳纳米粒子乳液7份搅拌10～15 分钟，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同时按重量配比称取增容剂、光扩散剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂5-10分钟，充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为70min，当搅拌料达到30-35°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为120-160°C，口模温度为120-150°C，螺杆转速为12-55rpm、加料转速为10-40rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐低温高抗冲聚碳酸酯。
上述技术方案的有益之处在于：
1、本发明提供了一种耐低温高抗冲聚碳酸酯及其制备方法，选用了闪石粉、
偶氮二异丁腈、抗氧剂、核壳纳米粒子乳液、增容剂及其他助剂结合协效增强产品的性能，并对各原料组份的比例进行了优化，有效解决了现有聚碳酸酯在低温条件下抗冲性能及耐磨性能低、易于应力开裂及对缺口敏感等缺点，通过本发明的制备方法生产的产品其拉伸强度在-70°C的条件下可达75Mpa，弯曲强度在-70°C的条件下可大131Mpa，缺口冲击强度在-70°C的条件下可达460J/M，缺口冲击强度在23°C的条件下可达707 J/M，经实践证明，本产品综合性能好，适用于高寒环境中工作的灯壳体、汽车配件等各类仪表外壳或配件。
2、本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯78份；
闪石粉16份；
偶氮二异丁腈2.5份；
抗氧剂0.8份；
核壳纳米粒子乳液7份；
增容剂4.5份；
光扩散剂9份；
润滑剂0.5份；
阻燃剂1份。
所述闪石粉是由白云石和石英混合沉积后形成的天然共存无机矿石粉经超细粉碎为粒径在6000目的粉体。
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1) 将所述闪石粉于78°C温度下干燥1.7小时，待用。
2) 将干燥的闪石粉加入料筒温度在75℃的高速混合机中，搅拌4.7分钟，然后按重量配比称取偶氮二异丁腈2.5份和核壳纳米粒子乳液7份搅拌12分钟，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同时按重量配比称取增容剂、光扩散剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂7分钟，充分混合均匀。
3) 混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为70min，当搅拌料达到33°C时，卸料。
4) 将搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为130°C，口模温度为128°C，螺杆转速为42rpm、加料转速为33rpm的条件下，挤出。
5)挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐低温高抗冲聚碳酸酯。
性能测试
使用ASTM国际标准对本实施例制得的耐低温高抗冲聚碳酸酯进行测试，其结果如下表1所示：
由上表可见，本实施例所提供的耐低温高抗冲聚碳酸酯，在低温-70°C的条件下也表现出优异的抗冲击强度，另外其在低温下的拉伸强度和弯曲强度也比同类产品性能优越。
实施例2
如实施例1所述的一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方还可以是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯74份；
闪石粉10份；
偶氮二异丁腈1.5份；
抗氧剂1.2份；
核壳纳米粒子乳液8份；
增容剂6份；
光扩散剂7份；
润滑剂1份；
阻燃剂1.8份。
所述闪石粉是由白云石和石英混合沉积后形成的天然共存无机矿石粉经超细粉碎为粒径在2000目的粉体。
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将所述闪石粉于65°C温度下干燥1小时，待用。
2）将干燥的闪石粉加入料筒温度在65℃的高速混合机中，搅拌4分钟，然后按重量配比称取偶氮二异丁腈2.5份和核壳纳米粒子乳液7份搅拌10分钟，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同时按重量配比称取增容剂、光扩散剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂5分钟，充分混合均匀。
3）混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为70min，当搅拌料达到30°C时，卸料。
4）将搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为120°C，口模温度为120°C，螺杆转速为25rpm、加料转速为10rpm的条件下，挤出。
性能测试
使用ASTM国际标准对本实施例制得的耐低温高抗冲聚碳酸酯进行测试，其结果如下表2所示：
由上表可见，本实施例所提供的耐低温高抗冲聚碳酸酯，在低温-70°C的条件下也表现出优异的抗冲击强度，另外其在低温下的拉伸强度和弯曲强度也比同类产品性能优越。
实施例3
如实施例1所述的一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方还可以是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯80份；
闪石粉20份；
偶氮二异丁腈1份；
抗氧剂0.7份；
核壳纳米粒子乳液5.5份；
增容剂4份；
光扩散剂5份；
润滑剂1.5份；
阻燃剂0.5份。
所述闪石粉是由白云石和石英混合沉积后形成的天然共存无机矿石粉经超细粉碎为粒径在4000目的粉体。
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将所述闪石粉于95°C温度下干燥2小时，待用。
2）将干燥的闪石粉加入料筒温度在95℃的高速混合机中，搅拌5分钟，然后按重量配比称取偶氮二异丁腈2.5份和核壳纳米粒子乳液7份搅拌15分钟，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同时按重量配比称取增容剂、光扩散剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂10分钟，充分混合均匀。
3）混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为70min，当搅拌料达到35°C时，卸料。
4）将搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为160°C，口模温度为150°C，螺杆转速为55rpm、加料转速为40rpm的条件下，挤出。
性能测试
使用ASTM国际标准对本实施例制得的耐低温高抗冲聚碳酸酯进行测试，其结果如下表3所示：
由上表可见，本实施例所提供的耐低温高抗冲聚碳酸酯，在低温-70°C的条件下也表现出优异的抗冲击强度，另外其在低温下的拉伸强度和弯曲强度也比同类产品性能优越。
通过以上各实施例，最终均可制得耐低温高抗冲聚碳酸酯；需要说明的是，本领域技术人员在实施时应当注意，在本发明中的制备方法中，步骤2）、3）、4）所采用的高分子材料搅拌机可以直接采用现有熔融设备、搅拌设备；优选采用本司提供的低温高抗聚碳酸酯生产用熔融设备、搅拌设备，经过本申请人实践证明，经本司提供的工程塑料熔融设备及高分子材料搅拌机所加工的材料可以使物料具有较高的均匀度，可以为制得高质量耐低温高抗冲聚碳酸酯提供一个较好保障。
试验二：针对成品的耐低温、高抗冲性以及阻燃性能做出测定。
试验样本：经本发明上述3个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通产品。
试验结果如表1所示：
表1
试验结论：
通过表1的测试性能结果可以看出，加入闪石粉、偶氮二异丁腈经和核壳纳米粒子乳液等阻燃剂大大的改善了耐低温冲击性能，并具有优异的阻燃性，另外本发明的注塑压力和注塑温度明显下降，有易于充模。其中以实施例1所记载的原料配比和制备方法所制得的聚碳酸酯性能最高，相对比同类产品，提升明显。