一种改性聚碳酸酯材料的制作方法

文档序号:9927637阅读:763来源:国知局
一种改性聚碳酸酯材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于工程塑料技术领域,设及一种改性聚碳酸醋材料。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸醋是分子链中含有碳酸醋基的高分子聚合物,其是一种综合性能优良的工 程塑料。聚碳酸醋是一种无臭、无味、无毒、透明的热塑性工程塑料,其力学性能既有优良的 拉伸性能,又有很好的冲击性能。目前,聚碳酸醋已广泛应用于光学器件、通信电器、汽车部 件、食品容器、医疗与建材等诸多领域。但是由于聚碳酸醋的刚性链结构,使得它在加工过 程中不结晶,易产生应力开裂,从而造成运种材料对缺口敏感,抗疲劳性和耐磨性差,其硬 度和初度均需要提高。
[0003] 有鉴于此,确有必要提供一种改性聚碳酸醋材料,其能够提高聚碳酸醋的硬度和 初度。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种改性聚碳酸醋材料,其能够 提高聚碳酸醋的硬度和初度。
[0005] 为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] -种改性聚碳酸醋材料,按质量百分比计,所述的改性聚碳酸醋材料包括W下组 分:
[0007]
[000引
[0009] 氧化错包覆的纳米S氧化二侣颗粒的平均直径为50nm-800nm,其中氧化错的比重 为10%-30%,氧化错包覆的平均厚度为1〇11111-3〇11111;
[0010] 玻璃纤维的平均长度为20皿-100皿,其直径为3皿-60皿。
[0011] 相对于现有技术,本发明通过加入一维的玻璃纤维和零维的点状氧化错包覆的纳 米S氧化二侣颗粒,通过一维材料和零维材料的配搭,可W在PC基体内形成一个硬度增强 的S维网络,从而大大提高聚碳酸醋的硬度,其千米硬度可达2H级-甜级。
[0012] 此外,单纯的氧化侣脆性高,初性差,通过氧化错的表面包覆,可W提高其初性,运 是因为氧化错的马氏相变、微裂纹等能够实现增初。玻璃纤维则能够对聚碳酸醋起到增强 的作用,其能够提高聚碳酸醋的力学性能和刚性,线膨胀系数大大减少,尺寸稳定性大大提 高,同时克服了聚碳酸醋不耐应力开裂和疲劳强度的缺陷。
[0013] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,按质量百分比计,所述的改性聚碳酸 醋材料包括W下组分:
[0014]
[0015] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,按质量百分比计,所述的改性聚碳酸 醋材料包括W下组分:
[0016]
[0017]
[0018] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,所述相容剂为苯乙締-马来酸酢-丙締 酸缩水醋S元共聚物、苯乙締-马来酸酢共聚物、马来酸酢接枝ABS、马来酸酢接枝聚乙締和 马来酸酢接枝聚丙締中的至少一种,W提高无机材料与PC树脂之间的相容性。
[0019] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,所述偶联剂为丫-甲基丙締酸丙醋基 =甲氧基硅烷。该偶联剂具有两性结构,其可W增强无机填料与有机聚合物之间的亲和力, 使得无机材料由亲水性表面变成亲油性,从而达到与聚碳酸醋之间的紧密结合。
[0020] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,所述增初剂为氯化聚乙締、甲基丙締 酸醋-丙締酸醋共聚物、甲基丙締酸甲醋-下二締-苯乙締=元接枝共聚物、乙締-醋酸乙締 共聚物中的一种,其可W进一步增加聚碳酸醋的初性。
[0021] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,其制备方法包括W下步骤:
[0022] 第一步,纳米=氧化二侣颗粒的制备:配制醋酸侣溶液,使侣离子的浓度范围 0.2molA-0.5mo 1/L,然后加入尿素水溶液,再将其置于130°C-200°C的高压蓋中水热反应 12h-l她,得到前驱物,洗涂,干燥,再在500°C-60(rC的环境下般烧化-3h,制得纳米氧化侣 颗粒;通过水热法合成纳米=氧化二侣颗粒,不仅方法简单,而且得到=氧化二侣颗粒粒径 均匀;
[0023] 第二步,氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒:将聚丙締酷胺加入水中,形成分散剂 溶液,聚丙締酷胺的摩尔浓度为0. lmol/L-0.5mol/l;同时将氧氯化错和尿素加入水中,氧 氯化错和尿素的摩尔比为I :(0.5-3),充分揽拌至澄清,得到混合溶液,再向溶液中加入分 散剂溶液,分散剂溶液与混合溶液的质量比为1: (2-20),在超声分散的条件下,缓慢地将步 骤一得到纳米氧化侣颗粒加入溶液中,形成悬浮液,然后对该悬浮液进行喷雾干燥,将喷雾 干燥后的粉体在1200°C-140(rC下保溫化-地,得到氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒;分 散剂有效的解决了氧化侣的悬浮性,从而可W保证氧化错均匀地包覆在氧化侣颗粒的表 面。氧化错的形成是通过均匀沉淀法来实现的,均匀沉淀法的沉淀过程缓慢,从而可W在氧 化侣颗粒的表面生成一层氨氧化错,在后期的高溫处理条件下,氨氧化错则转化成氧化错。
[0024] 第=步,氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维的表面改性:将氧化错包 覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维分别加入两个容器中的无水乙醇中,超声分散,再加 入经水解处理的偶联剂,在5〇°c-6(rc下揽拌反应10h-20h,然后分离、洗涂,烘干,分别得到 改性后的氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维;由于未经改性的氧化错包覆的纳 米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维很难在溶剂中形成稳定的均一的分散体,因此需要对其进行 表面改性,W改善其亲水亲油特性,大大提高其在水相和油相中的悬浮性。
[0025] 第四步,将第S步得到的改性后的氧化错包覆的纳米S氧化二侣颗粒与PC树脂、 玻璃纤维、相容剂和增初剂按质量比例投入到高速混合机中,高速混合3min-10min;
[0026] 第五步,将高速混合机中预混好的原料混合物加入到双螺杆挤出机料斗中进行烙 融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装,其中,双螺杆挤出机的螺杆溫度控制在230°C-240 °C,螺杆转速为150转/min-200转/min。
[0027] 作为本发明改性聚碳酸醋材料的一种改进,按重量份计,所述玻璃纤维由W下组 分组成:Si〇2 60-65份,Al2〇3 10-28份,MgO 10-20份,Fe2〇3 0.5-1 份,Li2〇2 0.2-3份,B203 1-5份,CaO 1-10份,化2〇 0.1-0.5份,K2O 0.1-0.5份。运种组成的玻璃纤维具有较高的强 度,可W很好的提高聚碳酸醋的硬度。
【具体实施方式】
[0028] 实施例1
[0029] 按质量百分比计,本发明提供的改性聚碳酸醋材料包括W下组分:
[0032] 氧化错包覆的纳米S氧化二侣颗粒的平均直径为lOOnm,其中氧化错的比重为 20%,氧化错包覆的平均厚度为20nm;[0033] 玻璃纤维的平均长度为50皿,其直径为12皿。[0034] 其中,按重量份计,所述玻璃纤维由W下组分组成:Si〇2 64份,Ab化16.5份,MgO 14份,Fe2〇3 0.6份,Li2〇2 0.4份,B203 2份,CaO 2份,Na2〇 0.3份,K20 0.2份。
[0030]
[0031]
[0035] 该改性聚碳酸醋材料的制备方法包括W下步骤:
[0036] 第一步,纳米=氧化二侣颗粒的制备:配制醋酸侣溶液,使侣离子的浓度范围 0.3mol/L,然后加入尿素水溶液,再将其置于150°C的高压蓋中水热反应14h,得到前驱物, 洗涂,干燥,再在550°C的环境下般烧化,制得纳米氧化侣颗粒;
[0037] 第二步,氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒:将聚丙締酷胺加入水中,形成分散剂 溶液,聚丙締酷胺的摩尔浓度为〇.3molA;同时将氧氯化错和尿素加入水中,氧氯化错和尿 素的摩尔比为1:1,充分揽拌至澄清,得到混合溶液,再向溶液中加入分散剂溶液,分散剂溶 液与混合溶液的质量比为1:10,在超声分散的条件下,缓慢地将步骤一得到纳米氧化侣颗 粒加入溶液中,形成悬浮液,然后对该悬浮液进行喷雾干燥,将喷雾干燥后的粉体在1300°C 下保溫化,得到氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒;分散剂有效的解决了氧化侣的悬浮性, 从而可W保证氧化错均匀地包覆在氧化侣颗粒的表面。氧化错的形成是通过均匀沉淀法来 实现的,均匀沉淀法的沉淀过程缓慢,从而可W在氧化侣颗粒的表面生成一层氨氧化错,在 后期的高溫处理条件下,氨氧化错则转化成氧化错。
[0038] 第=步,氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维的表面改性:将氧化错包 覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维分别加入两个容器中的无水乙醇中,超声分散,再加 入经水解处理的偶联剂,在55°C下揽拌反应15h,然后分离、洗涂,烘干,分别得到改性后的 氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒和玻璃纤维;由于未经改性的氧化错包覆的纳米=氧化 二侣颗粒和玻璃纤维很难在溶剂中形成稳定的均一的分散体,因此需要对其进行表面改 性,W改善其亲水亲油特性,大大提高其在水相和油相中的悬浮性。
[0039] 第四步,将第S步得到的改性后的氧化错包覆的纳米S氧化二侣颗粒与PC树脂、 玻璃纤维、相容剂和增初剂按质量比例投入到高速混合机中,高速混合Smin;
[0040] 第五步,将高速混合机中预混好的原料混合物加入到双螺杆挤出机料斗中进行烙 融、混炼、挤出、冷却、干燥、切粒和包装,其中,双螺杆挤出机的螺杆溫度控制在230°C-240 °C,螺杆转速为180转/min。
[0041 ] 实施例2
[0042] 按质量百分比计,本发明提供的改性聚碳酸醋材料包括W下组分:
[0043]
[0044] 氧化错包覆的纳米S氧化二侣颗粒的平均直径为300nm,其中氧化错的比重为 15%,氧化错包覆的平均厚度为15nm;
[0045] 玻璃纤维的平均长度为30皿,其直径为10皿。
[0046] 玻璃纤维由^下组分组成:51〇2 61份,412〇3 11份,1邑0 19.5份少62〇3〇.9份, Li2〇2 1份,B203 3份,CaO 3份,化2〇 0.2份,K20 0.4份。
[0047]其制备方法包括W下步骤:
[004引第一步,纳米=氧化二侣颗粒的制备:配制醋酸侣溶液,使侣离子的浓度范围 0.4mol/L,然后加入尿素水溶液,再将其置于160°C的高压蓋中水热反应13h,得到前驱物, 洗涂,干燥,再在520°C的环境下般烧1.化,制得纳米氧化侣颗粒;
[0049] 第二步,氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒:将聚丙締酷胺加入水中,形成分散剂 溶液,聚丙締酷胺的摩尔浓度为〇.2molA;同时将氧氯化错和尿素加入水中,氧氯化错和尿 素的摩尔比为1:2,充分揽拌至澄清,得到混合溶液,再向溶液中加入分散剂溶液,分散剂溶 液与混合溶液的质量比为1:6,在超声分散的条件下,缓慢地将步骤一得到纳米氧化侣颗粒 加入溶液中,形成悬浮液,然后对该悬浮液进行喷雾干燥,将喷雾干燥后的粉体在1350°C下 保溫2.化,得到氧化错包覆的纳米=氧化二侣颗粒;分散剂有效
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