CN103483797B - 一种pc材料及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PC材料及其制备方法与应用。该PC材料按重量百分比包括如下组分：PC82～90%、主增韧剂2～8%、辅助增韧剂1～4%、其他助剂1.5～6%。本发明通过添加主增韧剂、辅助增韧剂以及其它助剂对PC基体改性，该PC材料由此具有良好的低温冲击性能，以及优异的耐候性、低翘曲。将该PC材料用于制造光缆接线盒，不仅具有较高的综合性能，且具有良好的防白蚁效果，在现代化的光缆传输中应用前景十分广阔。

Description

一种PC材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PC材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚碳酸酯（Polycarbonate,简称PC）,是一种分子链中含有碳酸酯基的综合性能优良的非晶型热塑性树脂，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐热性好、吸水率低、无毒性且冲击性能优良。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，其现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。然而，未经改性的聚碳酸酯仍有不足之处，其具体表现在加工流动性不足、易应力开裂、耐化学性能较差等方面。

光缆接线盒，俗称为光缆接头盒。在光通讯网络中，由于光缆长度有限以及光缆在传输线路上需要分支，因此产生光缆接线盒，光缆接线盒为光缆接续、分支提供条件并对接头进行保护。由于光缆接线盒的使用环境比较恶劣，所以对材料本身性能要求非常高。主要表现在耐高低温冲击（-40～650），均可通过落球测试；气密性好（充60-100MPa大气压，高低温循环气压损失≤气压，高）；耐溶剂及化学药品，抗腐蚀；耐候性优良；防白蚁以及其它耐电压绝缘性能。

目前使用的光缆接线材料存在众多问题，聚烯烃材料存在耐低温冲击较差的缺点，普通ABS材料存在气密性和翘曲性问题，聚酰胺材料存在吸水性问题，而普通PC材料存在加工性太差，易应力开裂。另外，其耐紫外性能差，不耐溶剂和化学药品，不具备防白蚁的效果。所以需要对现有PC材料改性，以此来制备一款综合性能较高的光缆接线盒材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种综合性能较高的PC材料及其制备方法，以解决现有PC材料加工性太差，易应力开裂的技术问题。

本发明的另一目的是提供该PC材料的应用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种PC材料,按重量百分比包括如下组分:

以及，一种PC材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的PC材料的配方称取各组分；

将所述主增韧剂、辅助增韧剂以及其它助剂进行混料处理后，加入所述的PC，继续进行混料处理，得混合物料；

将所述混合物料熔融挤出、造粒，获得PC材料。

以及，上述PC材料在制造光缆接线盒中的应用。

上述PC材料通过以PC为基体，加入主增韧剂和辅助增韧剂对PC材料进行改性，使得该PC材料在增加基体树脂的低温抗冲击能力和耐候性的同时，还降低树脂的变形能力，即低翘曲。另外，本发明还通过在基体树脂中掺杂其它助剂来提高和改进PC材料的性能。

上述PC材料的制备方法只需通过采用上述PC材料的配方即可获得具有良好低温抗冲击性能的PC材料，改善现有PC材料的加工性能，从而提高其良品率。

上述PC材料用于制造光缆接线盒，使得该光缆接线盒不易应力开裂，可耐高低温冲击，且耐候性优良。

附图说明

图1为本发明实施例PC材料制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种具备良好低温抗冲击能力、耐候性好且低翘曲的PC材料。该PC材料按重量百分比包括如下组分:

具体地，上述基体组分PC的折射率优选为1.58～1.61，透射率为88%～90%，熔融指数为5～50g/10min(300℃/1.2KG)。

在优选实施例中，上述基体组分PC可以是两种以上不同熔融指数PC原料的混合物；也可以是含有硅氧烷结构的PC粉与上述PC原料的混合物。

在具体实施例中，上述基体组分PC选自日本帝人1250Y、1225L或韩国三星的SC-1220R或日本出光的IR1900、Sabic1414粉。其中，Sabic1414粉要与其它PC原料搭配使用。

上述主增韧剂优选为硅-丙烯酸型抗冲改性剂，其中硅的摩尔百分含量为5～70%。

上述实施例通过选用硅-丙烯酸型抗冲改性剂作为主增韧剂使得在熔融共混过程中，硅-丙烯酸型抗冲改性剂中的有机硅作为活性基团与PC高分子链中的碳酸酯基发生化学反应形成网络结构，同时引入小分子丙烯酸增加该高分子柔性链，使其具有良好的低温柔顺性，从而提高PC材料的低温抗冲击性能。另外，有机硅材料具备优异的弹性，这一特性也赋予上述PC材料具有出色的抗冲击能力。

在具体实施例中，上述主增韧剂选自日本三菱丽阳的S-2001、S-2006或S-2100。

上述辅助增韧剂优选为核壳结构的增韧剂，其中核为丁二烯，壳为甲基丙烯酸甲酯。

上述实施例在添加主增韧剂的同时，还添加少量的辅助增韧剂以起到协同增韧的作用。因为在增大基体树脂抗冲击能力的同时，核壳结构的特性会降低其对材料变形能力的影响，即具有低翘曲的良好性能。

在具体实施例中，上述辅助增韧剂选自罗门哈斯的2602、2620、2330或韩国的LGEM500、EM505。

上述其它助剂按重量百分比包括如下组分：

防白蚁处理剂0.5～2%

抗紫外吸收剂0.5～2%

抗氧剂0.5～2%。

作为优选实施例，上述防白蚁处理剂为低毒的有机磷化合物；在具体实施例中，上述防白蚁处理剂选自太仓市大豪实业有限公司的DH-201、DH-202、DH-203，或其它含氯、有机磷及氨基甲酸酯的化合物。

作为优选实施例，上述抗紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；或上述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季四醇酯、三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或两种混合物。

在进一步优选实施例中，上述抗紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季四醇酯、三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或两种混合物。

上述PC基体中添加防白蚁处理剂使得树脂具备防白蚁的效果，有效避免材料被白蚁啃噬的现象发生。且本发明还在PC基体中添加抗紫外吸收剂和抗氧剂。抗紫外吸收剂可有效防材料变色，从而延长材料使用寿命。而抗氧剂可有效防止PC材料在加工过程中因热氧化老化反应发生降解造成材料内部缺陷，而导致的PC材料性能降低。另外，上述抗紫外吸收剂和抗氧剂并用有优质的协同效应，可提高PC材料的耐候性和热稳定性。

本发明实施例提供的PC材料，通过选择适当的主增韧剂和辅助增韧剂使得该PC材料在增加基体树脂的低温抗冲击能力和耐候性的同时，还降低树脂的变形能力，即低翘曲。另外，本发明实施例还通过在基体树脂中掺杂其它助剂，即防白蚁处理剂、抗紫外吸收剂和抗氧剂，使得该PC材料具备防白蚁、抗老化以及延长材料使用寿命的优异性能，进一步提高PC材料的综合性能。

相应地，本发明实施例还提供上述PC材料的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：

S01.称取PC材料配方各组分：将上述PC材料的各组分进行干燥处理后，按上述PC材料的配方称取各组分；

S02.混料处理得混合物料：先将主增韧剂、辅助增韧剂以及其它助剂进行预混合处理，然后将烘干的PC以及预混合后的物料继续进行混料处理，得混合物料；

S03.熔融挤出造粒得PC材料：将混合好的物料熔融挤出、造粒，获得PC材料。

上述步骤S01中，干燥处理工艺参数优选为：在100℃-120℃干燥3-4小时。

上述步骤S02中，预混合处理的时间优选为2-3分钟，混料处理在高速配料搅拌机中进行，且混合时间优选为5-8分钟。

上述步骤S03中，熔融挤出的工艺参数优选为：一段温度230-240℃、二段温度240-250℃、三段温度250-270℃，模头温度250-260℃，螺杆转数350rpm，喂料速度20rpm。

在具体实施例中，上述步骤S03的熔融挤出工艺在双螺杆压缩机中进行。

通过上述PC材料的制备方法即可获得具有良好低温抗冲击性能的PC材料，不仅有效解决加工过程中PC材料流动性差的问题，也显著改善加工过程中出现的老化降解等不良现象，从而提高其良品率。

相应地，上述综合性能良好的PC材料用于制造光缆接线盒，使得该光缆接线盒不易应力开裂，可耐高低温冲击，且耐候性优良。

现以PC材料的配方和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

PC材料的组分及其制备方法。

其中，该实施例的PC材料按重量百分比的具体组分如表1所示：

表1

该PC材料的制备方法，包括以下步骤：

S01.将上述PC材料的各具体组分在100℃干燥3小时，并按上述PC材料的重量百分比称取各具体组分；

S02.先将上述PC材料的各具体组分进行预混合2-3分钟，然后将烘干的PC以及预混合后的物料加入到高速配料搅拌机中，混合5-8分钟，待用；

S03.将混合好的物料置于双螺杆机中熔融挤出、造粒。其工艺为：双螺杆一段温度230℃、二段温度240℃、三段温度250℃，模头温度250℃，螺杆转数350rpm，喂料速度20rpm。

实施例2

PC材料的组分及其制备方法。

其中，该实施例的PC材料按重量百分比的具体组分如表2所示：

表2

本实施例的PC材料的制备方法与实施例1相同。

实施例3

PC材料的组分及其制备方法。其中，该实施例的PC材料按重量百分比的具体组分如表3所示：

表3

本实施例的PC材料的制备方法与实施例1相同。

性能测试：

将由上述实施例1-3制备好的PC材料依据ASTM相关标准进行性能测试。其中，测试条件均为23℃、53%相对湿度(耐候性除外)。

拉伸强度和断裂伸长率按ASTMD638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：180×（13.2±0.2）×（3.2±0.2），拉伸速度为50mm/min；

弯曲强度和弯曲模量按ASTMD790标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×（4±0.2），弯曲速度为20mm/min；

悬臂梁冲击按ASTMD256标准进行检验，样条尺寸（mm）：64×13×3.2，缺口剩余宽度为10.4mm；

熔融指数按ASTMD1238标准进行检验，测试条件均为300℃/1.2kg；

热变形温度按ASTMD648标准进行检验，载荷为1.82Mpa，样条尺寸（mm）：130×13×6.4；

耐候性按照GB/T16422.1标准进行检验，测试条件：60℃、90%相对湿度；光照度，550w/m²；时间，120min(102min光照，18min喷淋)。评价方法为观察色板表面色泽变化：色泽变化小，耐候性好；色泽变化大，耐候性差；

防白蚁效果按GB/T2951.38－1986标准中的蚁巢法进行检验；评价方法为照GB/T2951.38－19862.2.3中的白蚁蛀蚀等级（如表4所示）判断白蚁对PC材料的蛀蚀状态。

表4白蚁蛀蚀状态

下表5是上述实施例1-3制备的PC材料与SABIC超韧PCEXL1414的性能对照表。

表5

由上表5可知，通过与SABIC超韧PCEXL1414材料对比，本发明的PC材料具有以下优点：

本发明实施例的PC材料的综合性能优异，尤其是与SABIC耐寒专用的PCEXL1414相比，具有出色的高低温抗冲击性能，不易应力开裂，且流动性更佳；

本发明实施例的PC材料，具有良好的防白蚁和耐候性效果；

本发明实施例的PC材料可用于制造耐高低温冲击的光缆接线盒；

本发明实施例的PC材料在海底光缆，隧道光缆等特殊场合具有广泛的用途。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种PC材料，按重量百分比包括如下组分：

以PC材料总重量为100％计，所述其它助剂包括如下按重量百分比的组分：

防白蚁处理剂0.5～2％

抗紫外吸收剂0.5～2％

抗氧剂0.5～2％

所述防白蚁处理剂为有机磷化合物；和/或所述抗紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；和/或所述抗氧剂为四[β-(3,5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季四醇酯、三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯中的一种或两种混合物；

所述PC材料按照如下方法制备：

按所述PC材料的配方称取各组分；将所述主增韧剂、辅助增韧剂以及其它助剂进行预混合处理后，加入所述PC，继续进行混料处理，得混合物料；将所述混合物料熔融挤出、造粒，获得PC材料，其中，所述熔融挤出的工艺参数为：一段温度230℃、二段温度240℃、三段温度250℃，模头温度250℃，螺杆转数350rpm，喂料速度20rpm。

2.根据权利要求1所述的PC材料，其特征在于，所述主增韧剂为硅-丙烯酸型抗冲改性剂，其中硅的摩尔百分含量为5～70％。

3.根据权利要求1所述的PC材料，其特征在于，所述辅助增韧剂为核壳结构的增韧剂，所述的核为丁二烯，所述的壳为甲基丙烯酸甲酯。

4.根据权利要求1～3任一所述的PC材料，其特征在于，所述PC的折射率为1.58～1.61，透射率为88％～90％，熔融指数为5～50g/10min，所述熔融指数的测试条件为300℃/1.2KG。

5.根据权利要求1～3任一所述的PC材料，其特征在于，所述的PC为两种以上不同熔融指数PC的混合物，或为含有硅氧烷结构的PC粉与如权利要求4所述的PC的混合物。

6.根据权利要求1～5任一所述的PC材料在制造光缆接线盒中的应用。