CN102153850B - 聚碳酸酯复合材料及制备方法和鞋头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高抗冲的聚酯复合材料及制备方法和鞋头的制造方法，该复合材料包括聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物的接枝物、不饱和树脂、抗氧剂、润滑剂和硅油；其制备方法是：首先，将聚碳酸酯用温度120℃，5小时干燥处理，再将上述全部组分放入高速混合机中混合后，在混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机温度为235℃－265℃，转速为230r/min－300r/min，颗粒料经温度105℃，４小时干燥处理后，再放入250℃－265℃，压力为60MPa－90MPa的注塑机中注塑成鞋头。优点是：质轻、生产效率高、绝缘性好、抗冲击能力强，受冲击后能自动恢复、成本低和性价比高。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子材料技术及应用领域，特别涉及一种聚碳酸酯复合材料及制备方法和鞋头的制造方法。
背景技术
众所周知，长期以来，安全鞋(护趾防砸型)鞋头都是用钢质材料冲压而成，其能够承受能量为200焦耳的瞬时冲击，但钢制鞋头重，生产效率低，不绝缘，安检有反应，受冲击后恢复原状困难，价格高；采用纯PC生产安全鞋鞋头可达到安全鞋的一系列指标要求，但是由于PC材料的固有特性，且由于安全鞋鞋头厚度的不一致，中央部位较厚，边缘较薄，存在应力开裂问题；用纯PC生产的安全鞋鞋头，在放置1－2个月后，有部分鞋头会开裂，尽管开裂的比例很低，但作为安全鞋鞋头，这是不允许的；采用PC/ABS合金，ABS的含量控制在10％－30％内，可有效克服PC的应力开裂问题，但随之带来的是材料的冲击强度下降，安全鞋鞋头不能承受200焦耳（标准测试：质量为23kg的砝码,在900mm高度自由下落，形成20.7kg·m,也就是204.8焦耳）的瞬时冲击；另外，用PC/ABS合金生产安全鞋鞋头存在的另一个问题是PC、ABS材料与鞋类粘合剂有反应的问题，如果起化学反应，会造成鞋头表面光洁度下降，影响了安全鞋鞋头外观平整度。
发明内容：
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种质轻、生产效率高、绝缘性好、抗冲击能力强，受冲击后能自动恢复和成本低的聚碳酸酯复合材料及制备方法和鞋头的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种聚碳酸酯复合材料，它包括纯PC和ABS共聚物，其特征在于：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为50－70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15－30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5－10份，
不饱和聚酯（UP）为10－20份，
抗氧剂为0.2－0.5份，
润滑剂为0.5－0.9份，
硅油为0.2－0.4份。
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其组分配比和步骤如下：
聚碳酸酯（PC）为50－70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15－30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5－10份，
不饱和聚酯（UP）为10－20份，
抗氧剂为0.2－0.5份，
润滑剂为0.5－0.9份，
硅油为0.2－0.4份；
首先，将聚碳酸酯（PC）进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将上述配比的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min。
一种聚碳酸酯复合材料所生产的安全鞋鞋头的制造方法，其特征在于：由挤出机中熔融混炼造粒后得到的颗粒料经干燥处理后，再放入装有鞋头模具的注塑机中。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为50份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5份，
不饱和聚酯（UP）为10份，
抗氧剂为0.2份，
润滑剂为0.5份，
硅油为0.2份；
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为60份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为25份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为7份，
不饱和聚酯（UP）为12份，
抗氧剂为0.35份，
润滑剂为0.7份，
硅油为0.3份；
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为10份，
不饱和聚酯（UP）为18份，
抗氧剂为0.5份，
润滑剂为0.9份，
硅油为0.4份；
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺（EBS）,硅油为二甲基硅油。
本发明具有的优点和积极效果是：聚碳酸酯复合材料质轻、生产效率高、绝缘性好、安检方便、抗冲击能力强，受冲击后能自动恢复和成本低；由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容特点及功效兹举例以下实施例，并配合附图详细说明如下，请参阅图1。
本发明主要采用聚碳酸酯复合材料中如下组分，经高速混合机中混合、混炼挤出机中熔融混炼造粒和鞋头模具的注塑机中注塑后，得到聚酯复合材料生产的具有优良的刚性和抗冲击性鞋头。
实施例1
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份优选配比如下：
聚碳酸酯（PC）为50－70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15－30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5－10份，
不饱和聚酯(UP)为10－20份，
抗氧剂为0.2－0.5份，
润滑剂为0.5－0.9份，
硅油为0.2－0.4份。
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其组分配比和步骤如下：
聚碳酸酯（PC）为50－70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15－30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5－10份，
不饱和聚酯(UP)为10－20份，
抗氧剂为0.2－0.5份，
润滑剂为0.5－0.9份，
硅油为0.2－0.4份；
首先，将聚碳酸酯进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将上述配比的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min；在制作鞋头时，将所述的混炼造粒后得到的颗粒料经烘箱温度105℃，加热４小时的干燥处理后，再放入装有鞋头模具的注塑机中注塑，注塑机各区温度在250℃—265℃，注塑压力为60MPa－90MPa, 即制得由聚碳酸酯复合材料生产的具有优良的刚性和抗冲击性的鞋头。
在PC/ABS合金基础上，再加入一种橡胶类增韧剂MBS，该增韧剂进行了接枝处理，与PC/ABS合金的相容性良好，使材料弹性提高，在鞋头受到冲击的瞬间，对冲击力有一个缓冲的吸收释放过程，解决了耐冲击问题；采用一种与PC/ABS合金有良好的相容性，且化学稳定性好，不与鞋类粘合剂起化学反应，比PC/ABS密度小的不饱和聚酯（UP）作为包覆材料，在注塑鞋头时，能包覆在PC/ABS合金表面，形成一个保护层，从而解决聚酯复合材料与部分鞋类粘合剂起化学反应的问题，由于这种包覆树脂的用量小，不足以造成复合材料冲击性能的大幅度下降；
由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比。
其优点是：聚碳酸酯复合材料质轻、生产效率高、绝缘性好、安检方便、抗冲击能力强，受冲击后能自动恢复和成本低;由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比。
实施例2
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为50份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5份，
不饱和聚酯(UP)为10份，
抗氧剂为0.2份，
润滑剂为0.5份，
硅油为0.2份；
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其组分配比和步骤如下：
聚碳酸酯（PC）为50份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为15份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为5份，
不饱和聚酯(UP)为10份，
抗氧剂为0.2份，
润滑剂为0.5份，
硅油为0.2份；
首先，将聚碳酸酯进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将上述配比的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min；当要制作鞋头时，将所述的混炼造粒后得到的颗粒料经烘箱温度105℃，加热４小时干燥处理后，放入装有鞋头模具的注塑机中注塑，注塑机各区温度在250℃—265℃，注塑压力为60MPa－90MPa, 即制得由这种聚酯复合材料生产的具有优良的刚性和抗冲击性的鞋头；
在PC/ABS合金基础上，再加入一种橡胶类增韧剂MBS，该增韧剂进行了接枝处理，与PC/ABS合金的相容性良好，使材料弹性提高，在鞋头受到冲击的瞬间，对冲击力有一个缓冲的吸收释放过程，解决了耐冲击问题；采用一种与PC/ABS合金有良好的相容性，且化学稳定性好，不与鞋类粘合剂起化学反应，比PC/ABS密度小的不饱和聚酯（UP）作为包覆材料，在注塑鞋头时，能包覆在PC/ABS合金表面，形成一个保护层，从而解决聚酯复合材料与部分鞋类粘合剂起化学反应的问题，由于这种包覆树脂的用量小，不足以造成复合材料冲击性能的大幅度下降；
由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比。
其优点是：聚碳酸酯复合材料质轻、生产效率高、绝缘性好、安检方便、抗冲击能力强，受冲击后能自动恢复和成本低;由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比。
实施例3
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为60份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为25份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为7份，
不饱和聚酯（UP）为15份，
抗氧剂为0.35份，
润滑剂为0.7份，
硅油为0.3份。
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其组分配比和步骤如下：
聚碳酸酯（PC）为60份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为25份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为7份，
不饱和聚酯（UP）为15份，
抗氧剂为0.35份，
润滑剂为0.7份，
硅油为0.3份。
首先，将聚碳酸酯进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将上述配比的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min；当要制作鞋头时，将所述的混炼造粒后得到的颗粒料经烘箱温度105℃，４小时干燥处理后，放入装有鞋头模具的注塑机中注塑，注塑机各区温度在250℃—265℃，注塑压力为60MPa－90MPa, 即制得由这种聚酯复合材料生产的具有优良的刚性和抗冲击性的鞋头；
在PC/ABS合金基础上，再加入一种橡胶类增韧剂MBS，该增韧剂进行了接枝处理，与PC/ABS合金的相容性良好，使材料弹性提高，在鞋头受到冲击的瞬间，对冲击力有一个缓冲的吸收释放过程，解决了耐冲击问题；采用一种与PC/ABS合金有良好的相容性，且化学稳定性好，不与鞋类粘合剂起化学反应，比PC/ABS密度小的不饱和聚酯（UP）作为包覆材料，在注塑鞋头时，能包覆在PC/ABS合金表面，形成一个保护层，从而解决聚酯复合材料与部分鞋类粘合剂起化学反应的问题，由于这种包覆树脂的用量小，不足以造成复合材料冲击性能的大幅度下降；
由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比；
其优点与实施例1相同。
实施例4
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯（PC）为70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为10份，
不饱和聚酯（UP）为20份，
抗氧剂为0.5份，
润滑剂为0.9份，
硅油为0.4份。
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其组分配比和步骤如下：
聚碳酸酯（PC）为70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）为30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物（MBS）的接枝物为10份，
不饱和聚酯（UP）为20份，
抗氧剂为0.5份，
润滑剂为0.9份，
硅油为0.4份；
首先，将聚碳酸酯进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将上述配比的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min；当要制作鞋头时，将所述的混炼造粒后得到的颗粒料经烘箱温度105℃，加热４小时干燥处理后，放入装有鞋头模具的注塑机中注塑，注塑机各区温度在250℃—265℃，注塑压力为60MPa－90MPa, 即制得由这种聚酯复合材料生产的具有优良的刚性和抗冲击性的鞋头；
在PC/ABS合金基础上，再加入一种橡胶类增韧剂MBS，该增韧剂进行了接枝处理，与PC/ABS合金的相容性良好，使材料弹性提高，在鞋头受到冲击的瞬间，对冲击力有一个缓冲的吸收释放过程，解决了耐冲击问题；采用一种与PC/ABS合金有良好的相容性，且化学稳定性好，不与鞋类粘合剂起化学反应，比PC/ABS密度小的不饱和聚酯（UP）作为包覆材料，在注塑鞋头时，能包覆在PC/ABS合金表面，形成一个保护层，从而解决聚酯复合材料与部分鞋类粘合剂起化学反应的问题，由于这种包覆树脂的用量小，不足以造成复合材料冲击性能的大幅度下降；
由于ABS、橡胶类增韧剂和包覆树脂等的价格都比PC的价格低，因此，这种复合材料具有更好的性价比；
其优点与实施例1相同。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种聚碳酸酯复合材料，它包括纯聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物ABS，其特征在于：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯为50－70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为15－30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物的接枝物为5－10份，
不饱和聚酯为10－20份，
抗氧剂为0.2－0.5份，
润滑剂为0.5－0.9份，
硅油为0.2－0.4份。
2.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯为50份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为15份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物的接枝物为5份，
不饱和聚酯为10份，
抗氧剂为0.2份，
润滑剂为0.5份，
硅油为0.2份。
3.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯为60份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为25份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物的接枝物为7份，
不饱和聚酯为12份，
抗氧剂为0.35份，
润滑剂为0.7份，
硅油为0.3份。
4.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于：
所述的聚碳酸酯复合材料的组分按重量份配比如下：
聚碳酸酯为70份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为30份，
甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯三元共聚物的接枝物为10份，
不饱和聚酯为18份，
抗氧剂为0.5份，
润滑剂为0.9份，
硅油为０.4份。
5.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂；润滑剂为乙撑双硬脂酰胺,硅油为二甲基硅油。
6.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：
其制备方法的步骤如下：
首先，将聚碳酸酯进行干燥处理，其温度120℃，5小时，然后，将权利要求1所述的全部组分依次放入高速混合机中混合均匀后，再在双螺杆混炼挤出机中熔融混炼造粒，挤出机各加热区温度应控制在235℃－265℃之间，双螺杆转速为230 r/min－300r/min。
7.一种聚碳酸酯复合材料所生产的安全鞋鞋头的制造方法，其特征在于：如权利要求6所述的由挤出机中熔融混炼造粒后得到的颗粒料经干燥处理后，再放入装有鞋头模具的注塑机中。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121226 Termination date: 20130517 |