CN103665817B - 一种高抗冲聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改性聚碳酸酯树脂制备技术领域，具体涉及一种高抗冲聚碳酸酯复合材料及其制备方法，先将超高分子量聚乙烯、相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂进行预分散混合造粒，然后再与聚碳酸酯、增韧剂、超高分子量聚乙烯分散母粒、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂、流动改性剂进行混合造粒，得到的高抗冲聚碳酸酯复合材料具有较高的力学强度，超高的冲击强度，能代替玻璃钢在高端头盔市场、防爆盔甲材料的应用，并且具有良好的机械强度和加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及改性聚碳酸酯树脂技术领域，具体涉及一种高抗冲聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯由于具有良好的力学强度现在已在很多领域得到广泛应用。随着经济的发展，人民生活质量的提高，人们对材料提出越来越高的要求，最有望实现一种材料具有多功能用途的是高分子复合材料。目前，在头盔市场多采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）作为基材，而高端头盔则采用聚碳酸酯（PC）/ABS合金，但是冲击强度、模量、表面硬度等性能受到这两种基材本身的限制，不能通过美国SNELL测试标准，抗冲击性能还不能达到要求；更高端的头盔需采用玻璃钢才能达到该要求，但玻璃钢属于热固性材料，加工复杂，成型周期长，制作成本很高。最高端的就是军用头盔，但它对材料和工艺具有更高的要求。
作为另一种新型材料，超高分子量聚乙烯的性能卓越，与众多的聚合物材料相比，超高分子量聚乙烯具有摩擦系数小，磨耗低，耐化学药品性能优良等优点，耐冲击性、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等性能也较为突出。这些优良特性使超高分子量聚乙烯具有重要的实用价值。但是超高分子量聚乙烯的加工困难，与其它高分子聚合物相容性差，相容困难，难以从配方上改善其加工性，所以许多国内外专家一直在研究利用挤出机来改善加工问题。但目前还未找到合适的方法，使其难以应用于对高抗冲性能要求较高的头盔等其它领域。
因此，目前还没有一种以聚碳酸酯为基材的复合材料能达到较优性能的抗冲击强度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其具有较高的力学强度，超高的冲击强度，能代替玻璃钢在高端头盔市场、防爆盔甲材料的应用，并且具有良好的机械强度和加工性能，成本低，更加符合市场的需求。
本发明的另一发明目的，提供一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，其具有工艺简单，材料分散效果好，制备得到的材料抗冲性能高，综合性能优异。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 90份
增韧剂 1-20份
超高分子量聚乙烯分散母粒 5-15份
主抗氧剂 0.1-0.3份
辅抗氧剂 0.2-2份
润滑剂 0.3-2份
流动改性剂 0.5-2份，
其中，所述的超高分子量聚乙烯分散母粒由以下重量份的原料组成：
超高分子量聚乙烯 30-60份
相容剂 40-70份
纳米蒙脱土 10-30份
主抗氧剂 0.1-1份
辅抗氧剂 0.3-1份。
进一步的，一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 90份
增韧剂 5-10份
超高分子量聚乙烯分散母粒 10-15份
主抗氧剂 0.2-0.3份
辅抗氧剂 0.8-2份
润滑剂 1.4-2份
流动改性剂 1-2份，
其中，所述的超高分子量聚乙烯分散母粒由以下重量份的原料组成：
超高分子量聚乙烯 30-45份
相容剂 55-70份
纳米蒙脱土 10-20份
主抗氧剂 0.3-1份
辅抗氧剂 0.3-0.6份。
其中，所述聚碳酸酯由分子量为28000-32000的聚碳酸酯和分子量为20000-24000的聚碳酸酯按照1:1互配而成。低分子量的聚碳酸酯具有好的流动性，易加工，但力学强度、机械性能不如高分子量的聚碳酸酯；本发明必须使用高分子量的聚碳酸酯，因为高分子量的聚碳酸酯熔体强度大，不采用高分子量聚碳酸酯无法分散超高分子量的聚乙烯，考虑到它的加工性能的需要，所以采用分子量28000-32000的聚碳酸酯和分子量为20000-24000的聚碳酸酯按照1:1互配使用。
其中，所述超高分子量聚乙烯分散母粒中采用的超高分子量聚乙烯的分子量为200万-1000万。超高分子量聚乙烯是分子量100万以上的聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.936～0.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。超高分子量聚乙烯熔体强度非常大，难以加工，但它具有超韧、超强的耐磨性，冲击强度可以达到1200J/m以上，分子量越高，其冲击强度和韧性越高，但加工就越困难；本发明通过对其分子量的选择，再结合聚碳酸酯的力学强度性能，通过添加本发明的相容剂和纳米蒙脱土，改善了其加工性能，使本发明的材料既具有很好的抗冲击性能，并且降低其加工难度。超高分子量聚乙烯的分子量范围优选为200-300万，其冲击强度会达到一个较高值，并且加工性能也能够得到较高的控制。
其中，所述高抗冲聚碳酸酯复合材料和所述超高分子量聚乙烯分散母粒中采用的主抗氧剂均为抗氧剂1076或抗氧剂1010，所述辅抗氧剂均为抗氧剂168或抗氧剂626或抗氧剂PEPQ或抗氧剂412S中的任一种。由于纳米蒙脱土或其他原料中会含有其他杂质，因此可再添加适量的双（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰）联胺或N,N’-二取代肼类等预防型辅抗氧剂，可防止高分子聚合物的氧化降解，预防聚碳酸酯老化，目前其作用机理还没有权威的解释，但经过实验检测证明，确实能起到良好的效果，优选的添加量为0.1-0.5份。
其中，所述超高分子量聚乙烯分散母粒中采用的所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐或高密度聚乙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐中任一种，优选的高密度聚乙烯接枝马来酸酐；高密度聚乙烯与超高分子量的聚乙烯具有很好的相容性，马来酸酐与聚碳酸酯具有好的相容性；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶，增韧剂在提高韧性的同时也具有改善相界面的作用。
增韧剂甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶也称为MBS，主要是对聚碳酸酯进行改性，提高聚碳酸酯的韧性，其两者的共混改性性能较好。
其中，高抗冲聚碳酸酯复合材料中所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或阿科玛L-1000或聚合蜡一种或两种。季戊四醇硬脂酸酯类对于聚碳酸酯属于内润滑剂，它起到削弱分子链间的相互作用力的作用，能引起分子间的滑动和旋转，减低分子间的摩擦力，避免过多的剪切力产生热导致材料发生降解，同时能提高材料的流动性；阿科玛L-1000或聚合蜡对于聚碳酸酯属于外润滑剂，它会附着在熔体或加工机械、模具的表面，形成润滑界面，降低熔体与加工机械的摩擦力，可以提高加工性能。
其中，高抗冲聚碳酸酯复合材料中所述流动改性剂为PE蜡、脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇、流动剂MS2中任一种。流动改性剂用于增加材料的流动性能，便于加工，并且能提供一定的润滑性能，利于加工。
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取超高分子量聚乙烯与相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂，投入至混合器中混合20-30分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230～260℃，温控3-4区的温度为240-260℃，温控5-6区的温度为260～280℃，温控7-8区的温度为260～280℃，温控9-10区的温度为250～260℃；
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取聚碳酸酯、增韧剂、由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂、流动改性剂，然后投至混合器中混合10-40分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200～250℃，温控3-4区的温度为220-280℃，温控5-6区的温度为250～280℃，温控7-8区的温度为250～280℃，温控9-10区的温度为240～280℃。
进一步的，一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取超高分子量聚乙烯与相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230～260℃，温控3-4区的温度为240-260℃，温控5-6区的温度为260～280℃，温控7-8区的温度为260～280℃，温控9-10区的温度为250～260℃；
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取聚碳酸酯、增韧剂、由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂、流动改性剂，然后投至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200～250℃，温控3-4区的温度为220-280℃，温控5-6区的温度为250～280℃，温控7-8区的温度为250～280℃，温控9-10区的温度为240～280℃。
本发明的有益效果：本发明的高抗冲聚碳酸酯复合材料结合了聚碳酸酯的力学强度，超高分子量聚乙烯的超韧性，纳米蒙脱土的刚性和热性能，使本发明的高抗冲聚碳酸酯复合材料同时具有良好的机械强度和加工性能。本发明的复合材料抗冲性能强，冲击强度最高可达到986.25J/m，是目前抗冲击强度最高的聚碳酸酯复合材料；加工性能好，耐热变形性性能高，尤其适合应用于头盔或其他对冲击强度要求高的领域。
本发明的另一有益效果：通过本发明的制备方法，克服了超高分子量聚乙烯难加工的缺陷，通过第一步的预分散步骤，可以将超高分子量聚乙烯与相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂进行预分散混合，有利于超高分子量聚乙烯的高韧性在复合材料中实现；然后进行第二步的制备，制备得到的高抗冲聚碳酸酯复合材料其抗冲性能强，加工性能好，耐热变形性性能高，通过工艺的改进全面提高材料的综合性能。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取60份超高分子量聚乙烯、40份聚乙烯接枝马来酸酐、30份纳米蒙脱土、0.1份主抗氧剂1076、1份辅抗氧剂168，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为270℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、1份增韧剂、5份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.1份主抗氧剂1076、0.2份辅抗氧剂168、0.3份季戊四醇硬脂酸酯、0.5份PE蜡，然后投至混合器中混合30分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200℃，温控3-4区的温度为250℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为250℃，温控9-10区的温度为240℃。
实施例2
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取55份超高分子量聚乙烯、45份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、25份纳米蒙脱土、0.2份主抗氧剂1010、0.8份辅抗氧剂626，投入至混合器中混合25分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为240℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为280℃，温控9-10区的温度为260℃。
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、10份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、8份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.15份主抗氧剂1010、0.4份辅抗氧剂626、0.8份的L-1000、0.5份脂肪酸或脂肪醇，然后投至混合器中混合35分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为220℃，温控3-4区的温度为220℃，温控5-6区的温度为240℃，温控7-8区的温度为280℃，温控9-10区的温度为260℃。
实施例3
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取45份超高分子量聚乙烯、55份聚丙烯接枝马来酸酐、20份纳米蒙脱土、0.3份主抗氧剂1076、0.6份辅抗氧剂PEPQ和0.4份双（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰）联胺，投入至混合器中混合30分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为260℃，温控3-4区的温度为250℃，温控5-6区的温度为260℃，温控7-8区的温度为270℃，温控9-10区的温度为255℃。
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、15份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、10份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.2份主抗氧剂1010、0.8份辅抗氧剂PEPQ、1.4份聚合蜡、1份脂肪酸酯，然后投至混合器中混合40分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为250℃，温控3-4区的温度为220℃，温控5-6区的温度为260℃，温控7-8区的温度为270℃，温控9-10区的温度为250℃。
实施例4
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取35份超高分子量聚乙烯、65份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、15份纳米蒙脱土、0.4份主抗氧剂1010、0.5份辅抗氧剂412S，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、5份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、12份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.25份主抗氧剂1076、1.6份辅抗氧剂412S、1.6份润滑剂、1.5份脂肪族酰胺或脂肪硫醇，然后投至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为220℃，温控3-4区的温度为280℃，温控5-6区的温度为250℃，温控7-8区的温度为250℃，温控9-10区的温度为260℃。
实施例5
一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取30份超高分子量聚乙烯、70份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、10份纳米蒙脱土、1份主抗氧剂1010、0.3份辅抗氧剂168，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为270℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、20份增韧剂、15份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.3份主抗氧剂1076、2份辅抗氧剂168、2份聚合蜡、2份流动改性剂MS2，然后投至混合器中混合10分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200℃，温控3-4区的温度为220℃，温控5-6区的温度为260℃，温控7-8区的温度为250℃，温控9-10区的温度为260℃。
对比例1
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取35份超高分子量聚乙烯、65份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、0.4份主抗氧剂1010、0.5份辅抗氧剂168，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
第二步：制备聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、5份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、12份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.25份主抗氧剂1076、1.6份辅抗氧剂168、1.6份润滑剂、1.5份脂肪族酰胺或脂肪硫醇，然后投至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为220℃，温控3-4区的温度为280℃，温控5-6区的温度为250℃，温控7-8区的温度为250℃，温控9-10区的温度为260℃。
对比例2
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取35份超高分子量聚乙烯、65份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、15份纳米蒙脱土、0.4份主抗氧剂1010、0.5份辅抗氧剂168，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
第二步：制备聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取90份聚碳酸酯、5份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、12份由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、0.25份主抗氧剂1076、1.6份辅抗氧剂168、1.6份润滑剂，然后投至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得一种聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为220℃，温控3-4区的温度为280℃，温控5-6区的温度为250℃，温控7-8区的温度为250℃，温控9-10区的温度为260℃。
对比例3
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取3.6份超高分子量聚乙烯、6.7份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、1.6份纳米蒙脱土、0.04份主抗氧剂1010、0.05份辅抗氧剂168、90份聚碳酸酯、5份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、0.25份主抗氧剂1076、1.6份辅抗氧剂168、1.6份润滑剂、0.5份PE蜡，投入至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得一种聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
对比例4
一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取3.6份超高分子量聚乙烯、6.7份高密度聚乙烯接枝马来酸酐、0.04份主抗氧剂1010、0.05份辅抗氧剂168、90份聚碳酸酯、5份甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶、0.25份主抗氧剂1076、1.6份辅抗氧剂168、1.6份润滑剂，投入至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得一种聚碳酸酯复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为280℃，温控7-8区的温度为260℃，温控9-10区的温度为250℃。
对比例5
一种PC/ABS复合材料，称取70份的聚碳酸酯、30份的ABS，2份的MBS增韧剂，1份的相容剂和0.5份的抗氧剂，投至双螺杆挤出机中，熔融挤出，得到一种PC/ABS复合材料。
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为240℃，温控3-4区的温度为260℃，温控5-6区的温度为250℃，温控7-8区的温度为240℃，温控9-10区的温度为240℃。
表1：各实施例组分配方表。
表2：对各个实施例制备得到的材料检测得到的实验数据如下：
从上表可以看出，对比例1不加纳米蒙脱土，弯曲强度和热变形性性能较低，即说明添加纳米蒙脱土能提高材料的刚性和热变形性；对比例2不添加流动改性剂，则热熔指数偏低，说明流动改性剂对材料的流动性能有较大的影响，而对比例3采用的是实施例4的组分配方，但采用传统的工艺步骤一次混合完成，材料的综合性能都比实施例4差很多，尤其是熔融指数、常、低温缺口冲击强度和断裂伸长率都差别明显，证明该工艺对于材料的加工流动性能、抗冲性能和韧性都有较大的影响。对比例4不添加纳米蒙脱土和流动改性剂，制备工艺采用一步法即普通的制备方法，得到的综合性能远远不如本发明的任何一个实施例的效果，由此可以证明，本发明的配方和制备工艺与现有技术相比，具有非常大的进步。
对比例5是采用现有技术中用PC和ABS进行混合制备得到的复合材料，其熔融指数处于中等性能，但是常、低温冲击强度较低，无法满足高抗冲击的要求，其综合性能达不到本发明优异的综合性能。
从上表同时可以看出，本发明的高抗冲聚碳酸酯复合材料的综合性能较佳，尤其是在抗冲击强度的性能，均优于现有技术的聚碳酸酯复合材料。采用本发明的制备方法，可以克服超高分子量聚乙烯加工困难的缺点，改善其复合材料分散困难的问题，实现优越性能的加和，因此制备得到的复合材料综合性能优异，效果突出。
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，尽管参照较佳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，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 90份
增韧剂 1-20份
超高分子量聚乙烯分散母粒 5-15份
主抗氧剂 0.1-0.3份
辅抗氧剂 0.2-2份
润滑剂 0.3-2份
流动改性剂 0.5-2份，
其中，所述的超高分子量聚乙烯分散母粒由以下重量份的原料组成：
超高分子量聚乙烯 30-60份
相容剂 40-70份
纳米蒙脱土 10-30份
主抗氧剂 0.1-1份
辅抗氧剂 0.3-1份；
其中，所述聚碳酸酯由分子量为28000-32000的聚碳酸酯和分子量为20000-24000的聚碳酸酯按照1:1互配而成。
2.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：由以下重量份的原料组成：
聚碳酸酯 90份
增韧剂 5-10份
超高分子量聚乙烯分散母粒 10-15份
主抗氧剂 0.2-0.3份
辅抗氧剂 0.8-2份
润滑剂 1.4-2份
流动改性剂 1-2份，
其中，所述的超高分子量聚乙烯分散母粒由以下重量份的原料组成：
超高分子量聚乙烯 30-45份
相容剂 55-70份
纳米蒙脱土 10-20份
主抗氧剂 0.3-1份
辅抗氧剂 0.3-0.6份。
3.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯的分子量为200万-1000万。
4.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、高密度聚乙烯接枝马来酸酐或聚丙烯接枝马来酸酐中的任一种；所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯包覆丁苯橡胶。
5.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或阿科玛L-1000或聚合蜡。
6.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述流动改性剂为PE蜡、脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇、流动剂MS2中任一种。
7.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述主抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，所述辅抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂PEPQ或抗氧剂412S中的任一种。
8.权利要求1-7任一项所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取超高分子量聚乙烯与相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂，投入至混合器中混合20-30分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230～260℃，温控3-4区的温度为240-260℃，温控5-6区的温度为260～280℃，温控7-8区的温度为260～280℃，温控9-10区的温度为250～260℃；
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取聚碳酸酯、增韧剂、由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂、流动改性剂，然后投至混合器中混合10-40分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200～250℃，温控3-4区的温度为220-280℃，温控5-6区的温度为250～280℃，温控7-8区的温度为250～280℃，温控9-10区的温度为240～280℃。
9.根据权利要求8所述的一种高抗冲聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
第一步：制备超高分子量聚乙烯分散母粒，包括以下步骤：
步骤1：按比例称取超高分子量聚乙烯与相容剂、纳米蒙脱土、主抗氧剂、辅抗氧剂，投入至混合器中混合20分钟；
步骤2：将步骤1混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得超高分子量聚乙烯分散母粒；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为230～260℃，温控3-4区的温度为240-260℃，温控5-6区的温度为260～280℃，温控7-8区的温度为260～280℃，温控9-10区的温度为250～260℃；
第二步：制备高抗冲聚碳酸酯复合材料，包括以下制备步骤：
步骤1：按比例称取聚碳酸酯、增韧剂、由第一步制备得到的超高分子量聚乙烯分散母粒、主抗氧剂、辅抗氧剂、润滑剂、流动改性剂，然后投至混合器中混合15分钟；
步骤2：将步骤1混合好的物料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出，制得高抗冲聚碳酸酯复合材料；
其中双螺杆挤出机各温控区温度，温控1-2区的温度为200～250℃，温控3-4区的温度为220-280℃，温控5-6区的温度为250～280℃，温控7-8区的温度为250～280℃，温控9-10区的温度为240～280℃。
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