专利名称：一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚碳酸酯树脂技术领域，具体地说，是关于一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂及其制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(PC)是非结晶性工程塑料，具有优良的抗冲击强度、热稳定、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性及抗污染性。玻纤增强聚碳酸酯提高了聚碳酸酯的力学性能和刚性，线膨胀系数大大减少，尺寸稳定性大大提高，模塑收缩率显著降低，同时克服了聚碳酸酯不耐应力开裂和疲劳强度的缺陷。用于替代铝、锌等压铸领域的负荷件及尺寸要求极高的制品。可广泛用于机械、仪表、电气、电讯等工业产品中，例如制造电动工具外壳、电子计算机 零件、飞机零件、宇航员头盔、自行车零件和其他对刚性、尺寸稳定、耐冲击有较高要求的零部件。玻纤增强聚碳酸酯树脂，材料的粘度比较高，一般又是薄壁成型，所以加工温度非常高，最高区温度达310-320°C。玻纤与聚碳酸酯两者相容性比较差，为了改善相容性，一般会在玻纤的浸润剂中添加醋酸乙烯酯，同时带来的负面作用就是容易发生酯交换，材料耐温性不够，制品注塑过程中容易发黄。在玻纤增强聚碳酸酯体系中，添加磷酸水溶液，可以抑制酯交换行为，改善材料的耐温性，从而拓宽了材料加工窗口。中国专利文献CN102120872A公开了一种高流动、易喷涂、高耐热聚碳酸酯组合物及其制备方法，所述的组合物，由主材和助剂组成，所述主材的组成配方为聚碳酸酯(PC) 40% 80%，热塑性聚酯16% 47%，乙烯-丙烯酸酯共聚物弹性体3% 10%，上述各组成的重量百分比之和为100% ;所述助剂包括添加量为主材总重量0. 1% 0. 5%的酯交换抑制剂；还可包括添加量为主材总重量的0% 3%的其他助剂。中国专利文献CN1277623，公开了一种具有改进防潮性能的聚碳酸酯树脂组合物，它包括相对于(A) 1-99%重量份的粘均分子量在特定值范围的聚碳酸酯树脂而言含有(B) (B-I) 1-99重量份具有以下物质作为其组分的共聚物(a)芳族乙烯基单体组分，(b)氰化物乙烯基单体组分，和(c)橡胶状聚合物；和/或(B-2)具有以下物质作为其组分的共聚物(a)芳族乙烯基单体组分和(b)氰化物乙烯基单体组分，所述共聚物含有不超过Ippm的各种碱金属，和(C)掺合0—40重量份的磷酸酯化合物(基于上述组分(A)和(B)的总100重量份计)的聚碳酸酯树脂组合物。但是关于一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂。本发明的再一的目的是，提供一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂的制备方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种玻纤增强聚碳酸酯树脂，主要包括以下重量份比的原料组分
聚碳酸酯70-90 ；
玻纤10-30 ；
酯交换抑制剂0. 01-0. 5 ；
助剂0-2，
所述的酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。所述的聚碳酸酯重均分子量为18000-25000，可以是脂肪族或芳香族。所述的聚碳酸酯是芳香族。所述的聚碳酸酯是双酚A型聚碳酸酯，采用光气法或酯交换法生产。所述的玻纤为直径8-12um、长度3-6_的短纤维。所述的助剂选自抗氧剂、内润滑剂、脱模剂、抗静电剂、稳定剂、染料和颜料中至少一种。为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是
一种玻纤增强聚碳酸酯树脂的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤
(a)按照重量比称取所述原料；
(b)将聚碳酸酯、增韧剂和助剂在中速混合器中混合20min；
(c)将上述混合好的原料投置于双螺杆挤出机中、玻纤侧喂，经过熔融挤出，造粒。所述的双螺杆挤出机包括十个温控区，所述的温控1-2区的温度为200-280°C，温控3-4区的温度为200-280°C，温控5_6区的温度为200-280°C，温控7_8区的温度为200-280°C，温控 9-10 区的温度为 200-280°C。所述的双螺杆挤出机有两个抽真空处，其中一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。本发明优点在于本发明的玻纤增强聚碳酸酯树脂，通过在玻纤增强聚碳酸酯体系中，添加磷酸水溶液，抑制了酯交换行为，改善了材料耐温性，以及材料的外观性能，拓宽了材料加工窗口。本发明的玻纤增强聚碳酸酯树脂原材料种类较少，便于选材和实际生产操作。综合以上优点可知，本发明的玻纤增强聚碳酸酯树脂在手机及电子电器等领域具有广阔的应用前景。
具体实施例方式下面对本发明提供的具体实施方式
作详细说明。实施例I
PC (芳香族双酚A型聚碳酸酯)重均分子量为18000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。玻纤规格为直径8um、长度6mm的短纤。将各组分按重量份比PC-300-15为80，H3PO4 2H20为0. 5，3786为20，抗氧剂0. 3，内润滑剂0. 2。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200-280°C，温控7-8区的温度为200_280°C，温控9-10区的温度为200_280°C。实施例2双酚A型PC，重均分子量为25000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。玻纤规格为直径9um、长度5mm的短纤。将各组分按重量份比:PC-300-15为90，H3PO4 2H20为0. 2，3786为10。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200-280°C。实施例3
PC (脂肪族聚亚乙基碳酸酯)，重均分子量为22000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。 玻纤规格为直径10um、长度4mm的短纤。将各组分按重量份比:PC-300-15为80，H3PO4 2H20为0. 5，3786为20。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200-280°C。实施例4
双酚A型PC重均分子量为21000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。玻纤规格为直径llum、长度3mm的短纤。将各组分按重量份比:PC-300-15为70, H3PO4 *2H20为0. 01，3786为30。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200-280°C。实施例5
双酚A型PC重均分子量为20000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。玻纤规格为直径12um、长度4. 5mm的短纤。将各组分按重量份比:PC-300-15为70，H3PO4 2H20为0. 2，3786为30。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200-280°C。需要说明的是，实施例1-5得到的聚碳酸酯树脂具有耐高温，注塑机停留IOmin后，制品外观无颜色变化。实施例6
需要说明的是，以下实施例和对比例中所选的PC牌号为PC-300-15，LG化学有限公司生产，重均分子量为23000。所选的PC牌号为PC-300-15，LG化学有限公司生产，重均分子量为23000。酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液，分子式为H3PO4 2H20,市售。玻纤牌号为3786, PPG公司生产，规格为直径10um、长度4. 5mm的短纤。将各组分按重量份比PC-300-15为90，H3PO4 *2H20为0.2，3786为10，其它成分见表I。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C, 3-4区的温度为200-280°C，5-6区的温度为200-280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控 9-10 区的温度为 200-280°C。实施例7
将各组分按重量份比PC-300-15为90，H3PO4.2H20为0.5，3786为10，其它成分见表I。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200_280°C。实施例8
将各组分按重量份比PC-300-15为70，H3PO4.2H20为0.2，3786为30，其它成分 见表I。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C，3-4区的温度为200_280°C，5-6区的温度为200_280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控9-10区的温度为200_280°C。对比例I
将各组分按重量份比PC-300-15为90，3786为10，其它成分见表I。经过熔融温度为200-280°C的双螺杆挤出机挤出，造粒。其中各区温度为双螺杆挤出机1-2区的温度为200-280°C, 3-4区的温度为200-280°C，5-6区的温度为200-280°C，温控7-8区的温度为200-280°C，温控 9-10 区的温度为 200-280°C。表I实施例6-8和对比例I各组分及其重量份比
11成I对比例11实施例2 I实施例3 I实施例4
PC9090~ 90— 70
H3PO4 2Ha00~OT 0.5~0.2
3786T~010~ 10~30
主抗氧剂，10100. I一 0. I"o. I o7i
辅抗氧剂，168~0.2OY 0.2_0.2
内润滑剂，PETS|o. 2|o. 2|o. 2 |o. 2
将实施例6-8和对比例I按ASTM标准，注塑温度为310°C、模温120°C下，注塑成样条，
测试结果如下
表2实施例6-8和对比例I的测试结果
测试项目I对比例II实施例2I实施例3I实施例4
拉伸强度(Mpa)~80. I~78.573. 3110.3
弯曲强度(Mpa)~ 115. 5~ 110.4104.4131.6
弯曲模量(Mpa)~3152~303528566774
缺口冲击强度(J/M)~ 102. 3~96.786. 598. 7
无缺口冲击强度(J/M)~636. 7~ 587.9518.7578.4
熔融指数(g/min) 9.49. 59.64.8—
注塑机停留IOmin后，制品外观I发黄严重，甚至偏红色I无颜色变化。I无颜色变化。I无颜色变化。
备注拉伸测试条件为5mm/min，弯曲测试条件为I. 3mm/min，熔融指数测试条件为300 0C *1. 2Kg。从实验结果可以看出，就玻纤增强聚碳酸酯树脂来说，添加了 H3PO4 2H20后，材料的耐温性能改善显著，但添加量不易过高，不然会影响玻纤和聚碳酸酯的相容性，那样材料的刚性、韧性均会降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为 本发明的保护范围。
权利要求
1.一种玻纤增强聚碳酸酯树脂，特征在于，主要包括以下重量份比的原料组分 聚碳酸酯70-90 ； 玻纤10-30 ； 酯交换抑制剂0. 01-0. 5 ； 助剂0-2， 所述的酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。
2.根据权利要求I所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯重均分子量为18000-25000，可以是脂肪族或芳香族。
3.根据权利要求2所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯是芳香族。
4.根据权利要求3所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯是双酚A型聚碳酸酯，采用光气法或酯交换法生产。
5.根据权利要求I所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的玻纤为直径8_12um、长度3_6mm的短纤维。
6.根据权利要求I所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述的助剂选自抗氧剂、内润滑剂、脱模剂、抗静电剂、稳定剂、染料和颜料中至少一种。
7.根据权利要求I所述的玻纤增强聚碳酸酯树脂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤 Ca)按照重量比称取所述原料； (b)将聚碳酸酯、增韧剂和助剂在中速混合器中混合20min； (c)将上述混合好的原料投置于双螺杆挤出机中、玻纤侧喂，经过熔融挤出，造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机包括十个温控区，所述的温控1-2区的温度为200-280°C，温控3-4区的温度为200-280°C，温控5_6区的温度为200-280°C，温控7-8区的温度为200_280°C，温控9-10区的温度为200_280°C。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机有两个抽真空处，其中一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。
全文摘要
本发明涉及一种具有耐高温的玻纤增强聚碳酸酯树脂，所述的聚碳酸酯树脂，主要包括以下重量份比的原料组分聚碳酸酯70-90；玻纤10-30；酯交换抑制剂0.01-0.5；助剂0-2，所述的酯交换抑制剂为含两个结晶水的磷酸水溶液。本发明还提供了玻纤增强聚碳酸酯树脂的制备方法。本发明的玻纤增强聚碳酸酯树脂，通过在玻纤增强聚碳酸酯体系中，添加磷酸水溶液，抑制了酯交换行为，改善了材料耐温性，以及材料的外观性能，拓宽了材料加工窗口。
文档编号C08K13/04GK102746634SQ20121022309
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者李强, 李文强, 杨春华, 罗明华, 辛敏琦 申请人:上海锦湖日丽塑料有限公司