CN103804876A - 一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒及其制备方法，其中石墨烯改性聚碳酸酯母粒以重量份计包括：聚碳酸酯粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.1～0.3份；其制备方法为：先将聚碳酸酯粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，然后将改性后的聚碳酸酯粒子与剩余组分混匀后送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒。本发明的石墨烯改性聚碳酸酯母粒不仅导热性能得到了大幅提高，同时其力学性能也有一定幅度提升。

Description

一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是应用广泛的工程塑料，具有优异的力学性能、耐热性能和耐候性能等，但是，由于聚碳酸酯其导热性能一般，在使用时易产生热量积累，既影响使用寿命，又限制了其应用范围。因此，开发一种改性聚碳酸酯组合物以克服前述性能缺陷确有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒及其制备方法。

一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，以重量份计包括：聚碳酸酯粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.1～0.3份。

作为上述发明的进一步优选，所述石墨烯干粉的厚度为1～2nm。

作为上述发明的进一步优选，所述的聚碳酸酯粒子粒度为5～100目。

作为上述发明的进一步优选，所述的相容剂为马来酸酐接枝的SEBS，其接枝率为1.2%。

作为上述发明的进一步优选，所述的增韧剂为SEBS。

作为上述发明的进一步优选，所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯。

上述改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对聚碳酸酯粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，静电输出电压为10～25KV，静电输出电流为5～15μA，出粉量为2～10g/min；

步骤2，将步骤1所得聚碳酸酯粒子与相容剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干；

步骤3，将步骤2所得物料送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经过模头挤出造粒后，得到石墨烯改性聚碳酸酯母粒。

本发明将石墨烯通过静电涂布机喷嘴，使石墨烯粉末带负电，喷涂于搅拌中的带正电（且接地）高分子材料上。由于是使用静电喷涂，石墨烯粉末与高分子材料均带电荷，可以控制石墨烯在高分子材料表面的喷涂厚度小于20nm，不会出现局部不均匀的现象。同时由于石墨烯材料与高分子材料，通过同时静电方式结合，使两者结合十分紧密，形成了特殊的结构。相较于普通的高速搅拌机混合，容易保持石墨烯对高分子材料的包覆结构，在挤出制粒后结构也能保持，因而产生了特殊的导热性能与相对较好的力学性能。

本发明的聚碳酸酯材料不仅导热性能得到了大幅提高，同时其力学性能也有一定幅度提升。而传统的导热改性高分子材料，在提高导热率之后，往往因为导热填料的加入影响和降低其机械性能。

具体实施方式

实施例1

以重量份计，将2份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为10KV、静电输出电流为5μA、出粉量控制在4g/min，将石墨烯干粉喷涂于100份粒度为10～15目的双酚A型聚碳酸酯粒子上。

以重量份计，将所得石墨烯改性聚碳酸酯粒子、5份相容剂马来酸酐接枝的SEBS、3份增韧剂SEBS、0.3份抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯和0.3份的润滑剂聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干。将混合好的料经过计量泵后送入双螺杆挤出机，进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒后即可。

实施例2

以重量份计，将0.5份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为15KV、静电输出电流为8μA、出粉量控制在2g/min，将石墨烯干粉喷涂于100份粒度为100目的聚碳酸酯粒子上。

以重量份计，将所得石墨烯改性聚碳酸酯粒子、6份相容剂马来酸酐接枝的SEBS、7份增韧剂SEBS、0.3份抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯和0.3份的润滑剂聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干。将混合好的料经过计量泵后送入双螺杆挤出机，进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒后即可。

实施例3

以重量份计，将0.01份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为10KV、静电输出电流为5μA、出粉量控制在4g/min，将石墨烯干粉喷涂于100份粒度为80目的聚碳酸酯粒子上。

以重量份计，将所得石墨烯改性聚碳酸酯粒子、8份相容剂马来酸酐接枝的SEBS、6份增韧剂SEBS、0.1份抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯和0.1份的润滑剂聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干。将混合好的料经过计量泵后送入双螺杆挤出机，进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒后即可。

实施例4

以重量份计，将5份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为25KV、静电输出电流为15μA、出粉量控制在10g/min，将石墨烯干粉喷涂于100份粒度为100目的聚碳酸酯粒子上。

以重量份计，将所得石墨烯改性聚碳酸酯粒子、10份相容剂马来酸酐接枝的SEBS、10份增韧剂SEBS、0.2份抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯和0.2份的润滑剂聚乙烯蜡加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干。将混合好的料经过计量泵后送入双螺杆挤出机，进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒后即可。

对比例1

本实施例中石墨烯的用量为0份，不进行聚碳酸酯粒子喷涂改性，其他投料及工艺步骤同实施例2。

将实施例1～4和对比例1的样品进行性能测试，所得结果如下：

由以上数据可知，经过石墨烯改性聚碳酸酯粒子相比对比例不仅力学性能得到显著上升，而且其导热系数也有明显提高。其改性原因可能为：1、石墨烯对于聚碳酸酯分子的三级分布产生影响，进而对力学性能产生改变；2、石墨烯本身的结构与其在聚碳酸酯材料中的分布方式有利于热量的传导。

Claims (7)

1.一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，以重量份计包括：聚碳酸酯粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.1～0.3份。

2.根据权利要求1所述的一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，其特征在于：所述石墨烯干粉的厚度为1～2nm。

3.根据权利要求1所述的一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，其特征在于：所述的聚碳酸酯粒子粒度为5～100目。

4.根据权利要求1所述的一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝的SEBS，其接枝率为1.2%。

5.根据权利要求1所述的一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，其特征在于：所述的增韧剂为SEBS。

6.根据权利要求1所述的一种改性高强度、高导热聚碳酸酯母粒，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯。

7.权利要求1至6任一项所述的石墨烯改性聚碳酸酯母粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对聚碳酸酯粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，静电输出电压为10~25KV，静电输出电流为 5~15μA，出粉量为2~10g/min；

步骤2，将步骤1所得聚碳酸酯粒子与相容剂、增韧剂、抗氧剂和润滑剂加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干；

步骤3，将步骤2所得物料送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经过模头挤出造粒后，得到石墨烯改性聚碳酸酯母粒。