CN102181139A - 玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂及其制备方法 - Google Patents

玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，含有58-78重量份数的PC；1-7重量份数的AX8900；20-40重量份数的玻璃纤维；0.1-0.5重量份数的助剂。将聚碳酸酯,AX8900和助剂在中速混合器中混合15~30min后，将混好的原料投置于双螺杆挤出机中、玻璃纤维侧喂，经过熔融挤出得到所述玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂。本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，采用AX8900作为相容剂，可以和玻璃纤维、PC很好的相容，从而保证材料在较好的相容性情况下具有较高的冲击强度，能广泛应用于手机及电子电器等领域。

Description

玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯树脂，特别是涉及一种玻璃纤维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。玻璃纤维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。
玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂除了具有较好的刚性外，它对韧性也有一定的要求。根据研究发现，冲击强度在120J/M是玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂的脆韧转化点。只有当冲击强度>120 J/M，材料才具有较好的韧性。然而，因为PC对玻璃纤维的浸润性非常差，两者不能很好的相容，目前市场上的产品，尤其是玻璃纤维含量在20%以上时，大多冲击强度在80-110 J/M，并不具有较好的韧性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，具有较好的韧性。
本发明的另一目的在于提供该玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂的制备方法。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，含有58-78重量份数的PC；1-7 重量份数的AX8900；20-40 重量份数的玻璃纤维；0.1-0.5 重量份数的助剂。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，所述聚碳酸酯的重均分子量为18000-25000为脂肪族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯。所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯，所述芳香族聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，采用光气法或酯交换法生产均可以。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，所述AX8900为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中丙烯酸甲酯含量为24重量份数，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为8重量份数。所述玻璃纤维是直径为8-12mm、长度为4-8mm的短纤维。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，所述助剂选自抗氧剂、内润滑和脱模剂、抗静电剂、稳定剂、染料和颜料中至少一种。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
a）将PC, AX8900和助剂在中速混合器中混合15~30min；
b）将混好的原料投置于双螺杆挤出机中、玻璃纤维侧喂，经过熔融挤出得到所述玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂。
根据本发明，所述双螺杆挤出机包括十个温控区，其中，温控1-2区的温度为200-280℃，温控3-4区的温度为200-280℃，温控5-6区的温度为200-280℃，温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。根据本发明，所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，其中一处位于第5区输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处位于第9区计量段。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，添加相容剂AX8900，既有长链型分子结构，可以和玻璃纤维进行缠结；又有反应型官能团，可以和玻璃纤维、PC很好的相容，从而保证材料在较好的相容性情况下具有较高的冲击强度。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
在本发明的实施例中，所选用的PC牌号为PC-300-15，LG-Dow生产，重均分子量为23000。AX8900，美国霍利威生产，结构为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中丙烯酸甲酯含量为24%，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为8%。玻璃纤维牌号为3786，UMG生产，规格为直径10um、长度4.5mm的短纤。主抗氧剂1010、辅抗氧剂168，美国汽巴化学生产。内润滑剂PETS，季戊四醇硬脂酸酯，德国科宁公司生产。
实施例1
将69.5重量份PC-300-15、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min后送入双螺杆挤出机，30重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
实施例2
将68.5重量份PC-300-15、1重量份AX8900、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min，送入双螺杆挤出机，30重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
实施例3
将65.5重量份PC-300-15、4重量份AX8900、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min，送入双螺杆挤出机，30重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
实施例4
将62.5重量份PC-300-15、7重量份AX8900、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min，送入双螺杆挤出机，30重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
实施例5
将58重量份PC-300-15、1.5重量份AX8900、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min，送入双螺杆挤出机，40重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
实施例6
将78重量份PC-300-15、1.5重量份AX8900、0.1重量份主抗氧剂1010、0.2重量份辅抗氧剂168、0.2重量份内润滑剂PETS在中速混合器中混合20min，送入双螺杆挤出机，20重量份玻璃纤维侧喂。经过熔融温度为200-280℃的双螺杆挤出机挤出，造粒。双螺杆挤出机包括1~10个温控区，其中各区温度为: 1-2区的温度为200-280℃，3-4区的温度为200-280℃, 5-6区的温度为200-280℃ ,温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。所述双螺杆挤出机设置两个抽真空处，分别位于第5区和第9区，真空度约为或低于0.06Mpa，侧喂位于第6区。
表1  实施例1~6原料组成及测试性能
Figure 2011100296609100002DEST_PATH_IMAGE001
将实施例1~6得到的聚碳酸酯树脂，按ASTM标准，注塑温度为315℃、在同一注塑速度和压力条件下注塑成样条，进行测试，结果如表1所示。其中，拉伸测试条件为5mm/min，弯曲测试条件为1.3mm/min，熔融指数测试条件为300℃*1.2Kg。
从表1结果可以看出，就玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂来说，添加了AX8900后，材料的冲击性能明显提高，刚性、流动性略微下降。当添加量达到4份时，冲击改善不明显，为平衡刚性，配方中4份的添加量较合适。
本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，添加相容剂AX8900，既有长链型分子结构，可以和玻璃纤维进行缠结；又有反应型官能团，可以和玻璃纤维、PC很好的相容，从而保证材料在较好的相容性情况下具有较高的冲击强度。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照以上实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，如采用18000-25000的脂肪族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯，优选双酚A型聚碳酸酯；采用直径为8-12mm、长度为4-8mm的短纤维玻璃纤维；助剂选自抗氧剂、内润滑和脱模剂、抗静电剂、稳定剂、染料和颜料中至少一种，均能达到本发明的技术效果。

Claims (8)

1.一种玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，含有58-78重量份数的PC；1-7 重量份数的AX8900；20-40 重量份数的玻璃纤维；0.1-0.5 重量份数的助剂。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述
聚碳酸酯为脂肪族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯，重均分子量为18000-25000。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯，所述芳香族聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述AX8900为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，其中丙烯酸甲酯含量为24重量份数，甲基丙烯酸缩水甘油酯含量为8重量份数。
5.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述玻璃纤维是直径为8-12mm、长度为4-8mm的短纤维。
6.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂，其特征在于，所述助剂选自抗氧剂、内润滑和脱模剂、抗静电剂、稳定剂、染料和颜料中至少一种。
7.权利要求1~6任一项所述的玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂的制备方法，包括以下步骤：
a）将PC, AX8900和助剂在中速混合器中混合15~30min；
b）将混好的原料投置于双螺杆挤出机中、玻璃纤维侧喂，经过熔融挤出得到所述玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机分为1~10十个温控区，其中，温控1-2区的温度为200-280℃，温控3-4区的温度为200-280℃，温控5-6区的温度为200-280℃，温控7-8区的温度为200-280℃，温控9-10区的温度为200-280℃。
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