CN103342885A - 一种玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料包括聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物、抗氧化剂与润滑剂，其重量为：聚碳酸酯树脂：100g，聚丙烯树脂：10～5g，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：5～20g，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物：5～20g，抗氧化剂：0.1～1g，润滑剂1～2g。本发明具有较好的韧性和较高的强度的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体涉及一种利用玻璃纤维、聚丙烯树脂对聚碳酸酯进行增韧增强改性制备聚碳酸酯合金功能材料及其制备方法
背景技术：
聚碳酸酯(PC)材料具有优异的性能，但是PC熔体强度大、粘度大、流动性、加工性能和稳定性差，残余应力高、易发生应力开裂、对缺口抗冲击力低，耐磨性差、对金属件粘合力低，影响加工注塑成型等缺点，因此限制了其用途。
而聚丙烯树脂（PP）具有密度小，原料来源丰富、价格低廉，通过采用PP对PC进行熔融共混改性，可大大降低PC的熔体黏度，从而改善成型加工性能、降低其缺口敏感性能，同时降低其成本。
玻璃纤维具有较高的强度和刚性，纤维直径非常小，表面裂纹也较少，使应力在基体和界面之间进行有效的传递，使基体得到增强。在聚碳酸酯/聚丙烯合金中加入玻璃纤维，可进一步增强合金材料的物理机械刚性。
如果能将聚碳酸酯、聚丙烯、玻璃纤维制成合金材料，不但可以得到高强增韧的合金材料，而且还可以降低生产成本。
由于PC和PP的分子链结构的不同，二者相容性较差，通过添加增容剂可改善体系的相容性，同时加入引发剂（如过氧化二异丙苯），通过双螺杆反应挤出进行共混，使之既能与PC、PP有较好的相容性，又能降低熔体黏度，同时提高耐缺口敏感性、耐磨性和耐疲劳性。
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，大多冲击强度较低，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具有较好的韧性和较高的强度的玻璃纤维增强聚碳酸酯/聚丙烯合金材料。
本发明的另一目的在于提供该玻璃纤维增强聚碳酸酯/聚丙烯合金材料的制备方法。
本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：
一种玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料包括聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物、抗氧化剂与润滑剂，其重量为：聚碳酸酯树脂：100g，聚丙烯树脂：10～5g，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：5～20g，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物：5～20g，抗氧化剂：0.1～1g，润滑剂1～2g。
所述聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯树脂。
所述聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为接枝率为0.3%～2.5%的聚丙烯接枝物。
所述润滑剂为脂肪酸类或金属皂类或酯类或酰胺类润滑剂。
所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯。
一种如权利要求1所述玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料制备方法，其特征在于：所述制备方法为先将按重量份数称取的聚碳酸酯树脂100g在100～120℃下干燥120min～180min；接着与按重量份数称取的聚丙烯树脂10～50g、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（PP-g-GMA）5～20g、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物5～20g、抗氧化剂0.1～1g和润滑剂1～2g，一同投入高速混合机中混合5-20min；再将上述混配物加到双螺杆挤出机的料斗中，进行熔融共挤；然后将预先用偶联剂处理过的玻璃纤维5～30份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，进行熔融挤出，后经水槽冷却并且切粒；切粒后的粒料通过振动筛及其他除尘设备进行处理，以充分除掉粒料中的玻璃纤维粉尘，得到最终产品。
通过本发明制备的玻璃纤维增强聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，与改性前的聚碳酸酯相比，具有如下优点：A、降低了聚碳酸酯的熔体粘度，提高了熔融流动性，改进了其加工性能；B、改善了PC的缺口冲击强度；C、提高了PC的耐药性以及耐沸水性；D、提高了PC的耐老化性能。该方法通过聚丙烯改性，增进聚碳酸酯的流动性和韧性，使聚碳酸酯合金材料的性能更优异，同时降低合金材料的生产成本，应用范围更广。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。
实施例1：
双酚A型聚碳酸酯树脂100份；
无规共聚聚丙烯20份；
通过共混接枝法接枝的并且接枝率为0.8%的甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物接枝聚丙烯5份；
乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物5份；
单硬脂酸甘油酯1份；
复合抗氧剂（215）0.2份；
预先用硅氧烷偶联剂处理过的玻璃纤维5份。
实施例2：
双酚A型聚碳酸酯树脂100份；
无规共聚聚丙烯40份；
通过共混接枝法接枝的并且接枝率为0.8%的甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物接枝聚丙烯5份；
乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物5份；
单硬脂酸甘油酯1份；
复合抗氧剂（215）0.2份；
预先用硅氧烷偶联剂处理过玻璃纤维10份。
实施例3：
双酚A型聚碳酸酯树脂100份；
无规共聚聚丙烯30份；
通过共混接枝法接枝的并且接枝率为0.8%的甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物接枝聚丙烯5份；
乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物5份；
单硬脂酸甘油酯2份；
复合抗氧剂（215）0.2份；
预先用硅氧烷偶联剂处理过玻璃纤维20份。
实施例4：
双酚A型聚碳酸酯树脂100份；
无规共聚聚丙烯20份；
通过共混接枝法接枝的并且接枝率为2.5%的甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物接枝聚丙烯5份；
乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物5份；
单硬脂酸甘油酯2份；
复合抗氧剂（215）0.2份；
预先用硅氧烷偶联剂处理过玻璃纤维10份。
对比例：
双酚A型聚碳酸酯树脂100份；
单硬脂酸甘油酯2份；
复合抗氧剂（215）0.2份。
由上述实施例1至4得到的聚丙烯、玻璃纤维增韧的聚碳酸酯合金材料与对比例即未添加聚丙烯及玻璃纤维的材料经测试具有下表所示的技术指标：
Claims (6)
1.一种玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料包括聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物、抗氧化剂与润滑剂，其重量为：聚碳酸酯树脂：100g，聚丙烯树脂：10～5g，聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：5～20g，乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物：5～20g，抗氧化剂：0.1～1g，润滑剂1～2g。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为接枝率为0.3%～2.5%的聚丙烯接枝物。
4.根据权利要求1所述的玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述润滑剂为脂肪酸类或金属皂类或酯类或酰胺类润滑剂。
5.根据权利要求4所述的玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于：所述润滑剂为单硬脂酸甘油酯。
6.一种如权利要求1所述玻璃纤维增韧聚碳酸酯/聚丙烯合金材料制备方法，其特征在于：所述制备方法为先将按重量份数称取的聚碳酸酯树脂100g在100～120℃下干燥120min～180min；接着与按重量份数称取的聚丙烯树脂10～50g、聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（PP-g-GMA）5～20g、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物5～20g、抗氧化剂0.1～1g和润滑剂1～2g，一同投入高速混合机中混合5-20min；再将上述混配物加到双螺杆挤出机的料斗中，进行熔融共挤；然后将预先用偶联剂处理过的玻璃纤维5～30份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，进行熔融挤出，后经水槽冷却并且切粒；切粒后的粒料通过振动筛及其他除尘设备进行处理，以充分除掉粒料中的玻璃纤维粉尘，得到最终产品。
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