CN103724963B - 一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物 - Google Patents

Abstract

一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，其特征在于按重量份数计其组成如下：60份的聚碳酸酯（PC）,30份的无碱短玻璃纤维,1~20份的增韧剂，1~10份的阻燃剂，0.1~5份的防霉抗菌剂，0.1~5份抗氧剂；所述防霉抗菌剂选自硅酮季铵盐、双苯三唑醇、过氧化二苯甲酰、a‑溴代苯丙烯醛中的至少一种；所述抗氧剂选自4，4’‑ 硫代双(6‑ 叔丁基‑3‑ 甲基苯酚)、β‑(3，5‑三级丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4‑ 二叔丁基苯基)、双（2.4—二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β‑(3，5二叔丁基‑4‑ 羟基苯基) 丙酸) 季戊四醇酯中的至少一种，相对现有技术发明提升了玻纤增强聚碳酸树脂聚合物的耐久性和防霉抗菌性能。

Description

一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物

技术领域

本发明涉及一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，属于高分子复合材料领域。

背景技术

聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，聚碳酸酯是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。聚碳酸酯有很高的韧性，还具有较高的热变形温度，但流动性差，成型困难，容易产生应力开裂，不耐溶剂。为了使聚碳酸酯材料适合工业应用，在现有技术中多通过掺入增韧剂、阻燃剂与聚碳酸酯材料共混或共聚的方式来增强，特别是当聚碳酸树脂聚合物作为静态结构材时，进一步掺入玻纤材料来增强聚碳酸树脂聚合物的弯曲强度和弯曲模量在现有技术中亦十分常见，但发明人发现现有的通过共混或共聚增强了的玻纤增强聚碳酸酯组合物在使用一段时间后，原本增强了的弯曲强度和弯曲模量指标急剧下降，甚至脆化，经分析其主要原因在于玻纤增强聚碳酸酯组合物大面积形成霉变，霉变常常伴随着粉化，一方面使得外观变差，更为严重的问题在于霉变和粉化使得材料中的玻纤失去包裹，从而材料的弯曲强度和弯曲模量大幅度下降，最终的结果是材料的结构强度大为降低，失去了继续作为静态结构材材料使用的可能性。为了解决这一问题，许多厂家均采用在共混材料中加入防霉抗菌剂，以拟制霉变的发生，但在应用过程中发现，在户外使用时，在材料中加入了防霉抗菌剂的聚碳酸酯共混或共聚材料霉变的情况仍较为严重，为解决这进一步出现的问题，有发明人提出了在聚碳酸酯共混或共聚材料中加入抗老化剂，以解决耐候的问题，但进一步试验发现，增加了抗老化剂的玻纤增强聚碳酸酯共混或共聚材料在户外使用时的霉变情况呈非规律表现，在防霉抗菌剂种类相同的情况下，并非所有的抗老化剂与该防霉抗菌剂复配均有提升或明显提升材料的防霉抗菌性能的作用，而且差异还存在显著的差异性，对前述问题至今未见有较好的解决方案，综上所述，显然现有技术有进一步改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，以克服现有技术存在的问题。

本发明的一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，其特征在于按重量份数计其组成如下：

60份的聚碳酸酯（PC）,30份的无碱短玻璃纤维,1～20份的增韧剂，1～10份的阻燃剂，0.1～5份的防霉抗菌剂，0.1～5份抗氧剂；

所述增韧剂选自乙烯辛烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯丙烯共聚物及苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯及有机硅（S-2001）组成的聚合物中的至少一种；

所述防霉抗菌剂选自硅酮季铵盐、双苯三唑醇、过氧化二苯甲酰、a-溴代苯丙烯醛中的至少一种；

所述抗氧剂选自4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4-二叔丁基苯基)、双（2.4—二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的至少一种；

所述阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、双酚A双磷酸二苯酯中的至少一种。

本发明的这种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，可以采用常规的混合挤出造粒工艺生产，推荐的制成方法为：各组分混合均匀后挤出造粒，即得耐寒型防霉抗菌系列聚碳酸树脂聚合物。本实施例中，混合时使用高速搅拌机搅拌，挤出时采用75#双螺杆挤出机，转速为450r/min，挤出机头一区温度为270℃，二区温度为275℃，三区温度为275℃，四区温度为275℃，五区温度为270℃。

本案发明人惊人地发现，选自硅酮季铵盐、双苯三唑醇、过氧化二苯甲酰、α-溴代β-苯丙烯醛中的至少一种的防霉抗菌剂与选自4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸三酯(2，4-二叔丁基苯基)、双（2.4—二叔丁基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、四(β-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的至少一种的抗老化剂按本发明给出的相应重量份数比适配，可确保本发明的玻纤增强聚碳酸脂组合物能保有较好的机械性能指标，特别是具有非常突出的弯曲强度和弯曲模量指标，至使是在户外条件下长时间使用，本发明的这种玻纤增强聚碳酸脂组合物的曲强度和弯曲模量指标，仍能维持相当高的水平，其原因在于本发明的这种玻纤增强聚碳酸脂组合物在户外条件下使用的防霉抗菌性能得到了较大的提升。聚碳酸脂容易霉变的重要原因之一在于聚碳酸脂易水解，而聚碳酸脂不耐候老化的情况下，水解情况变得更为严重，水解后的聚碳酸脂粉化，粉化区域积水极易导致细菌生成形成霉变，单纯在聚碳酸脂以共混的方式加入防霉抗菌剂对拟制霉变有一定的作用，但当水解较为严重的情况下，防霉抗菌剂的作用就变得十分有限了，有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行，从而能防止聚碳酸脂老化水解，不同的抗氧剂对不同聚合物材料的敏感程度是不一样，与防霉抗菌剂的复配效果亦存在一非规律性的东西，本发明通过以共混的方式在玻纤增强聚碳酸树脂聚合物材料中加入特定的防霉抗菌剂和抗老化剂，形成的户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，最终显著提升了户外用玻纤增强聚碳酸树脂聚合物弯曲强度和弯曲模量指标的持久性，显然这与材料的在户外使用条件下防霉抗菌性能的提升是密切相关的。综上所述，显然本发明的目的得以实现。

具体实施方式

下面将结合具体本发明较佳实施例1至4以及对比实施例1至2，对本发明做进一步说明，但所述实施例以及对比实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。

本发明较佳实施例1至4以及对比实施例1至2的一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物按重量份数计其组成如表一所示：

表一：

本发明较佳实施例1至4以及对比实施例1至2的一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物，其制成方法均各组分混合均匀后挤出造粒，即得耐寒型防霉抗菌系列聚碳酸树脂聚合物。本实施例中，混合时使用高速搅拌机搅拌，挤出时采用75#双螺杆挤出机，转速为450r/min，挤出机头一区温度为270℃，二区温度为275℃，三区温度为275℃，四区温度为275℃，五区温度为270℃。

本发明较佳实施例1至4以及对比实施例1至2的一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物的性能测试条件如表二所示：

表二：

本发明较佳实施例1至4以及对比实施例1至2的一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物的测试所得的性能参数如表三所示：

表三：

表三所列示的数据为本发明的这种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸树脂聚合物制成一周后进行测试的结果，在户外条件下使用一年后进行复测，本发明实施例1、实施例3以及实施例4的一种适合户外使用的防霉抗菌型聚碳酸脂组合物的性能参数稳定性表现突出，特别是弯曲强度和弯曲模量性能指标下降不到2%，同时外观无明显色变或霉变现象。对实施例2防霉性指标较差，在户外条件下使用一年后复测，外表可观察到一定量的霉变色点，同时弯曲强度和弯曲模量性能指标下降了10%左右。对比实施例1虽然采用了较多用量的防霉抗菌剂，没有使用抗氧剂，为此没有表现出最好的防霉性能，显示了耐候性与防霉性之间存在关联性，在户外条件下使用一年后复测，弯曲强度和弯曲模量性能指标下降了15%左右。同样，对比实施例2采用了较大含量的抗氧剂，而没有用防霉抗菌剂，虽然有较好的耐候性，但防霉抗菌性能很差，在户外条件下使用一年后复测，弯曲强度和弯曲模量性能指标亦下降了15%左右。

Claims (1)

1.一种户外用玻纤增强防霉抗菌聚碳酸酯树脂组合物，其特征在于按重量份数计其组成如下：

60份的聚碳酸酯PC，30份的无碱短玻璃纤维，l-20份的增韧剂，l-10份的阻燃剂，0.1-5份的防霉抗菌剂，0.1-5份抗氧剂；

所述增韧剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯及有机硅S-2001组成的聚合物的混合物；

所述防霉抗菌剂选自硅酮季铵盐；

所述抗氧剂选自β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯；

所述阻燃剂为双酚A双磷酸二苯酯。