一种纤维增强聚碳酸酯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种纤维增强聚碳酸酯组合物及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯PC是五大工程塑料之一，具有较高耐冲击性及耐热性等特性，广泛应用 于人们生产和生活的各个方面。但是由于聚碳酸酯存在一些缺陷，如加工性能差、容易应力 开裂、耐缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等，在一些场合并不能满足实际使用的需要，因而人 们开始使用玻纤对聚碳酸酯进行增强。
[0003] 玻璃增强PC材料由于其良好的强度、韧性和热性能而广泛地应用于汽车、电子电 器、家电材料等领域。然而常规的玻纤增强PC材料中，玻纤能够赋予材料较强刚性，但对材 料的韧性损伤却很大，同时在注塑过程中，有效的脱模使得玻纤增强PC产品能够高效加工 成型，大大降低对模具的损伤。
[0004] 目前，纤维状填料在体系中主要为增强作用，纤维状填料的加入会大大降低材料 的韧性，不能达到刚韧平衡，常规手段是增加增韧剂，但是众所周知，增加增韧剂又会影响 尺寸稳定性和加工流动性。
[0005] 到目前为止，关于采用两种不同长度的玻璃纤维对所述聚碳酸酯组合物的韧性的 影响还未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种纤维增强聚碳酸酯组合物该 聚碳酸酯组合物中纤维状填料以特定的长度和含量分布，可以达到刚韧平衡，满足尺寸的 稳定性；同时，在本发明中加入了复合脱模剂，可使得所获得的聚碳酸酯组合物的脱模力降 低。
[0007] 本发明的另一个目的还在于提供了一种纤维增强聚碳酸酯组合物的制备方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
[0009] 本发明的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，包括以下组分及其重量份：
[0010] 聚碳酸酯 50-90份： 聚桂氧烷-聚碳酸酿共聚物 5-50份； 纤維状填料 5-50份； 复合脱模剤 0.01-1份； 助剂 0-10份；
[0011] 所述聚碳酸酯、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、纤维状填料、复合脱模剂和助剂的重 量份之和为100份；
[0012] 所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物由聚二甲基硅氧烷和聚碳酸酯聚合而成，所述聚 二甲基硅氧烷的重量占所述聚碳酸酯组合物的总重量的0. 05-30%。
[0013] 上述的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，其中，所述聚二甲基硅氧烷的重量占所述 聚碳酸酯组合物的总重量的1-20%，优选为3-10%。
[0014] 上述的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述纤维状填料为金属纤维、 碳纤维、塑料纤维和玻璃纤维中的至少一种。
[0015] 所述玻璃纤维为粗纺纤维、长玻璃纤维和短玻璃纤维中的至少一种，优选为M-玻 璃、E-玻璃、A-玻璃、S-玻璃、R-玻璃和C-玻璃中的至少一种，更优选为E-玻璃、A-玻璃 和C-玻璃中的至少一种。所述玻璃纤维可以是经过浆料和粘合促进剂进行表面处理的， 也可以是对表面部分覆盖处理，还可以是表面不进行任何处理。所述玻璃纤维的直径为 1μm-25μm，优选为 2μm-20μm，更优选为 4μm-15μm。
[0016] 上述的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯、月旨 肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯和支化聚碳酸酯中的至少一种。优选为芳香族聚 碳酸酯，所述芳香族聚碳酸酯选自粘均分子量13000-40000的芳香族聚碳酸酯，优选为粘 均分子量16000-28000的芳香族聚碳酸酯。当粘均分子量在上述范围内，机械强度良好并 且能保持优异的成型性。其中，粘均分子量是通过使用二氯甲烷作为溶剂在测试温度为 25°C的溶液粘度计算出来的。
[0017] 上述的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，其中，所述脱模剂为硬脂酸类脱模剂、酰胺 类脱模剂和蜡类脱模剂中的至少两种。所述硬脂酸类脱模剂选自四硬脂酸季戊四醇，单硬 脂酸甘油酯，硬脂酸十八烷基酯或三硬脂酸甘油酯，所述蜡类选自石蜡或褐煤蜡。
[0018] 上述的一种纤维增强聚碳酸酯组合物，其中，所述助剂为阻燃剂、热稳定剂、抗氧 剂、阻燃增效剂、抗滴落剂、光稳定剂、增塑剂、填料和着色剂中的至少一种。
[0019] 所述阻燃剂选自卤系阻燃剂或无卤阻燃剂，优选无卤阻燃剂。
[0020] 所述卤系阻燃剂选自溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚A型环氧树脂、溴化苯 乙烯-马来酸酐共聚物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代联苯、溴化聚 碳酸酯、全溴三环十五烷和溴化芳香族交联聚合物中的至少一种，优选为溴化聚苯乙烯。
[0021] 所述无卤阻燃剂选自含氮阻燃剂、含磷阻燃剂和含氮和磷的阻燃剂中的至少一 种；所述含磷阻燃剂选自磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸三二 甲苯基酯、磷酸三（2, 4, 6-三甲基苯基）酯、磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯、磷酸三 (2, 6-二叔丁基苯基）酯、间苯二酚双（磷酸二苯基酯）、对苯二酚双（磷酸二苯基酯）、双 酚A-双（磷酸二苯基酯）、间苯二酚双（2, 6-二叔丁基苯基磷酸酯）或对苯二酚双（2, 6-二 甲基苯基磷酸酯）。
[0022] 所述抗滴落剂为氟化聚烯烃，氟化聚烯烃是公知的，商业上惯用的产品例如 DuPont公司的Teflonκ 30N。
[0023] 所述润滑剂为硬脂酸金属盐类润滑剂、硬脂酸烷基酯类润滑剂、硬脂酸季戊四醇 酯类润滑剂、石蜡或褐煤蜡。
[0024] 所述填料为钛白粉、滑石粉、云母或硫酸钡。
[0025] 所述热稳定剂为有机亚磷酸酯，优选为亚磷酸三苯酯、亚磷酸三_(2, 6-二甲基苯 基）酯、亚磷酸三-壬基苯基酯、二甲基苯膦酸酯或磷酸三甲酯。
[0026] 所述抗氧剂为有机亚磷酸酯、烷基化的一元酚或者多元酚、多元酚和二烯的烷基 化反应产物、对甲酚或者二环戊二烯的丁基化反应产物、烷基化的氢醌类、羟基化的硫代二 苯基醚类、亚烷基-双酚、苄基化合物或多元醇酯类抗氧剂。
[0027] 所述阻燃增效剂为含硅的化合物或含氟的化合物，优选为硅氧烷、二甲基硅氧烷、 苯基硅氧烷、甲氧基硅氧烷、聚四氟乙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物SAN包覆的聚四氟乙烯、聚 碳酸酯PC包覆的聚四氟乙烯、乳液聚四氟乙烯或全氟磺酸盐。
[0028] 所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂或二苯甲酮类光稳定剂中的至少一种。
[0029] 所述增塑剂为邻苯二甲酸酯。
[0030] 所述着色剂为颜料或染料。
[0031] 本发明还提供了一种聚碳酸酯组合物的制备方法，所述制备方法中所使用的双螺 杆挤出机设置有第一喂料口、第二喂料口、第三喂料口、第一螺筒、第二螺筒和第三螺筒，所 述制备方法包括以下制备步骤：
[0032] 步骤1 :按照以下组分及其重量份准备原材料：聚碳酸酯50-90份，聚硅氧烷-聚 碳酸酯共聚物5-50份，纤维状填料5-50份，复合脱模剂0. 01-1份，助剂0-10份；
[0033] 步骤2 :将步骤1中的原材料进行烘干处理，烘干温度为120-130°C，烘干时间为 4_6h;
[0034] 步骤3 :将步骤2中烘干后的聚碳酸酯、聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、复合脱模剂、 助剂加入高速混合机中混合，混合温度为30-50°C，混合时间为5-15min，获得混合物料，待 用；
[0035] 步骤4 :该步骤的中将使用到双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机设置有第一喂料 口、第二喂料口、第三喂料口、第一螺筒、第二螺筒和第三螺筒；
[0036] 将步骤3中的混合物料加入至所述第一喂料口；
[0037] 以纤维状填料总重量为基础，将占纤维状填料总重量的50-80%的纤维状填料加 入至所述第一喂料口，并在所述第一螺筒中停留20-30S;
[0038] 以纤维状填料总重量