一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：制备改性纳米碳酸钙、将聚碳酸酯与改性纳米碳酸钙挤出造粒、微孔发泡得发泡均匀、泡孔密度较高，且具有较好力学性能的聚碳酸酯材料。本发明制备的微孔发泡聚碳酸酯材料由于有均匀微孔的存在，使PC塑料受到冲击时，在微孔的周围，特别在微孔赤道附近会引发大量银纹，大量银纹的产生和扩展要消耗大量的能量，从而使其具有优异的冲击强度，同时提高了其他的力学性能；并使得本发明制备的PC塑料的冲击性能相对于传统发泡方法制备的PC塑料有较大提高。
【专利说明】一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于一种微孔发泡技术，具体涉及一种纳米碳酸钙修饰的微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法。
[0003]【背景技术】
[0004]聚碳酸酯(PC树脂)是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，其耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前PC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，并且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。另外，由于PC良好的电绝缘性能，现已经大量替代原有的酚醛塑料而应用于通信电信设备领域。经发泡的PC材料由于其比强度高，具有优异的吸能抗震性能和隔音隔热性能，已广泛应用于包装材料、工业部件和建筑材料上。但现有的发泡技术是通过在开炼机中加入发泡助剂，置于恒温的模压机上施加一定压力的微孔发泡方法来制备，制备的PC制件容易引起泡孔塌陷，致泡孔孔径增加，因而在应力集中处增多 ，产生裂纹的机会就大大地增加。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，可制备出发泡均匀、泡孔密度较高，且具有较好力学性能的发泡PC材料。
[0006]一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将干燥的纳米碳酸钙与硅烷偶联剂一起溶于乙醇溶液中，搅拌分散后，经过滤、干燥得改性纳米碳酸钙；
(2)将聚碳酸酯与改性纳米碳酸钙按质量比为40:0.2-3投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热至熔融状态后通入二氧化碳，保持3-24小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0007]进一步，所述步骤(1)中硅烷偶联剂的添加比例为纳米碳酸钙质量百分比的1%-5% ;所述硅烷偶联剂为Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
[0008]所述步骤(1)中搅拌分散的温度40_80°C、时间为4-10小时；所述干燥的纳米碳酸钙是经过温度为40-70°C、时间为2-8小时干燥所得。
[0009]所述步骤(3)中加热至熔融状态的温度为280_320°C。
[0010]所述步骤(3)中通入二氧化碳的压力为1-5 atm。
[0011]所以本发明的有益效果:1、本发明在聚碳酸酯中加入改性纳米碳酸钙，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，使发泡均匀；
2、本发明在纳米碳酸钙修饰的聚碳酸酯熔融状态中通入二氧化碳，使其发泡均匀，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，增加材料内部泡孔数目，从而降低聚碳酸酯材料的密度。
[0012]3、本发明制备的微孔发泡聚碳酸酯材料由于有均匀微孔的存在，使PC塑料受到冲击时，在微孔的周围，特别在微孔赤道附近会引发大量银纹，大量银纹的产生和扩展要消耗大量的能量，从而使其具有优异的冲击强度，同时提高了其他的力学性能；并使得本发明制备的PC塑料的冲击性能相对于传统发泡方法制备的PC塑料有较大提高。
[0013]
【具体实施方式】[0014]下面实施例中使用的聚碳酸酯的型号分别如下:
PC IR2200由日本出光公司生产
PC7022PJ为日本三菱公司生产 PC 30WB由德国拜耳公司生产。
[0015]PC SC-1100R00由韩国三星公司生产。
[0016]PC SC-1220R为韩国三星公司生产。
[0017]实施例1
(1)将在60°C的条件下干燥6小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为3%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在50°C搅拌分散6小时后，过滤、再在50°C温度下干燥7小时得改性纳米碳酸钙；
(2)将PCIR2200与改性纳米碳酸钙按质量比为40:1投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热300°C使其为熔融状态，然后通入压力为3atm 二氧化碳，保持15小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0018]实施例2
(1)将在50°C的条件下干燥4小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为2%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在60°C搅拌分散8小时后，过滤、再在60°C温度下干燥5小时得改性纳米碳酸钙；
(2)将PC7022PJ与改性纳米碳酸钙按质量比为40:2投入双螺杆挤出机中进行挤出造
粒;
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热310°C使其为熔融状态，然后通入压力为Iatm 二氧化碳，保持20小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0019]实施例3
(1)将在70°C的条件下干燥2小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为4%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在80°C搅拌分散4小时后，过滤、再在40°C温度下干燥2小时得改性纳米碳酸钙；
(2)将PC30WB与改性纳米碳酸钙按质量比为40:3投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒;
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热280°C使其为熔融状态，然后通入压力为5atm 二氧化碳，保持3小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0020]实施例4
(1)将在40°C的条件下干燥8小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为5%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在40°C搅拌分散10小时后，过滤、再在70°C温度下干燥2小时得改性纳米碳酸钙；
(2)将PCSC-1100R00与改性纳米碳酸钙按质量比为40:0.2投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热320°C使其为熔融状态，然后通入压力为4atm 二氧化碳，保持10小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0021]实施例5
(1)将在60°C的条件下干燥7小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为1%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在70°C搅拌分散5小时后，过滤、再在60°C温度下干燥2小时得改性纳米碳酸钙；
(2)将PCSC-1220R与改性纳米碳酸钙按质量比为40:1.5投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热290°C使其为熔融状态，然后通入压力为2atm 二氧化碳，保持24小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
[0022]将上述实施例1 一 5制备的微孔发泡聚碳酸酯材料分别与其使用的聚碳酸酯材料、普通微孔发 泡的聚碳酸酯材料按照IS01133、IS0527、IS0180标准检测其密度、拉伸强度与冲击强度，其具体如下表所示:
【权利要求】
1.一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将干燥的纳米碳酸钙与硅烷偶联剂一起溶于乙醇溶液中，搅拌分散后，经过滤、干燥得改性纳米碳酸钙； (2)将聚碳酸酯与改性纳米碳酸钙按质量比为40:0.2-3投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒； (3)在二氧化碳的气氛中，将(2)挤出的粒子放入密闭容器中，加热至熔融状态后通入二氧化碳，保持3-24小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中硅烷偶联剂的添加比例为纳米碳酸钙质量百分比的1%_5% ;所述硅烷偶联剂为Y —氨丙基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中搅拌分散的温度40-80°C、时间为4-10小时；所述干燥的纳米碳酸钙是经过温度为40-70°C、时间为2_8小时干燥所得。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中加热至熔融状态的温度为 280-320°C。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中通入二氧化碳的压力为 1-5 atm0
【文档编号】C08L69/00GK103923448SQ201410129237
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】杨桂生, 计娉婷 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司