CN104017344B - 一种透红外线的聚碳酸酯组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物，包括：聚碳酸酯、红外线增透剂、表面硬度改性剂。本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物对不同波长红外线有高的透过率，红外透过率可达80%以上，可见光通过率低于1%，同时保持了聚碳酸酯树脂优异的力学性能、热学性能及对环境的适应性能，制造成本低。

Description

一种透红外线的聚碳酸酯组合物

技术领域

本发明涉及一种高分子组合物，尤其涉及一种透红外线的聚碳酸酯组合物。

背景技术

牛顿用三棱镜得到太阳光谱后，经过了一百多年的，英国天文学家威·赫谢尔在1800年研究太阳光谱部分的热效应实验中，发现产生热效应的最大位置是在可见光谱的红外端，当时称作“看不见的光”，到1835年安培将它称作红外线。红外线也是一种电磁波，它的波长在0.75～1000μm之间。

在军事、太空、工业技术等不同的研究领域中，根据红外辐射的产生机理、传输特征和探测方法的不同，并考虑到红外线在大气中传输的特定窗口（即对应的地球大气层中透明的波段），一般分为四个领域。即近红外区（0.75～3μm）、中红外区（3.0～6.0μm）、远红外区（6.0～15μm）和极远红外区（15～1000μm）。

红外线除具有电磁波的一般性质外，还有一些特殊的性质。首先，由于红外线不能直接引起人眼的视觉效应，而且它的波长又与可见光相近，因此使用红外辐射光源就具有较好的隐蔽性。其次，在自然界中，一切温度高于OK的物体都要随其温度的不同而辐射出不同温度的红外线，因此对红外辐射强度的测量和分析就成为一种普遍适应的探测物体温度分布的方法。另外，红外线中的某几个特定波长在大气中有很好的穿透性。正因为红外线具有上述特性，使得红外线在军事和民用等各个领域有着重要的应用。

半导体材料是电子工业最重要的基础材料之一。随着激光和红外技术的飞速发展，半导体材料在红外光学方面所呈现出的良好特性日渐引起人们的重视。作为红外光学材料，要求其具有；（1）宽的红外透过波段；（2）对不同波长红外线有高的透过率；（3）对不同波长红外线有理想的折射率和低色散；（4）材料具有良好的力学、热学性能及对环境的适应性能；（5）易加工成各种形状和大的尺寸；（6）制造成本低。目前，从元素半导体锗、硅到半导体GaAs、GaP、ZnS、ZnSe等在红外光学领域的应用越来越广泛。它们是前视红外系统（FLIRs）、激光窗口及导弹导流罩等方面的重要红外光学材料，但制造成本偏高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种透红外线的聚碳酸酯组合物，成本低廉，红外线透过率高，可见光通过率低。

本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物，按按重量百分数计，包括：

聚碳酸酯 98-99wt%；

红外线增透剂 0.1-1wt%；

表面硬度改性剂 0.6-1.7wt%。

优选地，所述红外线增透剂选自氟化钙、氟化镁、氟化鋅、硫化钙、硫化镁、硫化鋅中的一种或多种。

优选地，所述表面硬度改性剂选自有机硅表面改性剂、无机硅表面改性剂、钡的氧化物中的一种或多种。

优选地，所述透红外线的聚碳酸酯组合物还可以包含0.2-1wt%的颜料。

本发明上述内容中，所述颜料可以选用本技术领域常用的各种颜料，如市场上销售的炭黑、氧化铁、氧化钴、钛白粉、颜料红122（主要成分为2,9二甲基喹吖啶酮）、有机嫩黄、酞菁蓝、孔雀绿、柠檬黄、硫酸铜或丙烯颜料等中的一种或几种的混合物。

优选地，所述透红外线的聚碳酸酯组合物还可以包含光稳定剂，例如2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等。

优选地，所述透红外线的聚碳酸酯组合物还可以包含阻燃剂，例如多聚芳基磷酸酯、氢氧化镁、氢氧化钡和全氟丁基磺酸钾中的一种或多种。

优选地，所述透红外线的聚碳酸酯组合物还可以包含润滑剂，例如季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酸酰铵、硬脂酸盐和二甲基硅烷中的一种或多种。

优选地，所述透红外线的聚碳酸酯组合物还可以包含增韧剂，例如苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体（SBS）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、氯化聚乙（CPE）等中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述透红外线的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将聚碳酸酯与颜料按比例混合；

步骤2，将步骤1得到的混合物与红外线增透剂、表面硬度改性剂按比例混合均匀；

步骤3，挤出造粒。

优选地，步骤3中采用同向双螺杆挤出机进行造粒。

优选地，步骤3中采用同向双螺杆挤出机进行造粒的工艺参数为：一区温度180-200℃，二区温度200-230℃，三区温度250-270℃，四区温度250-270℃，五区温度240-260℃，六区温度230-250℃，七区温度250℃，八区温度230-240℃，模头温度250-270℃，物料停留时间2-3min，压力10-20MPa，螺杆转速300-500转/min。

优选地，所述红外线增透剂、表面硬度改性剂在用于步骤2之前先进行表面处理。

优选地，所述表面处理就是对工件表面进行清洁、清扫、去毛刺、去氧化皮等。

本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物对不同波长红外线有高的透过率，红外透过率可达80%以上，可见光通过率低于1%，同时保持了聚碳酸酯树脂优异的力学性能、热学性能及对环境的适应性能，制造成本低。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，以更好地理解本发明。

实施例1

称取聚碳酸酯98Kg、氟化钙0.2Kg、氟化镁0.3Kg、有机硅表面改性剂1Kg和碳黑0.2Kg；

将聚碳酸酯和碳黑均匀混合，对氟化钙、氟化镁和有机硅表面改性剂进行表面处理；

将各物料在高搅锅中高速（950r/min）搅拌5min，初步混合后，从加料口处加入到同向双螺杆挤出机中，同向双螺杆挤出机冲进料段到机头的温度依次为200℃、230℃、260℃、265℃、255℃、250℃、245℃、240℃，模头温度为260℃，物料停留时间3min，压力15MPa，螺杆转速350转/min。经同向双螺杆挤出机挤出后造粒包装，得到透红外线的聚碳酸酯组合物。

实施例2

称取聚碳酸酯98.5Kg、氟化钙0.2Kg、氟化锌0.3Kg、有机硅表面改性剂1Kg和氧化铁0.2Kg；按照和实施例1相同的方式制备透红外线的聚碳酸酯组合物。

实施例3

称取聚碳酸酯98.5Kg、氟化钙0.2Kg、氟化锌0.3Kg、有机硅表面改性剂1Kg、氧化铁0.2Kg和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1Kg；按照和实施例1相同的方式制备透红外线的聚碳酸酯组合物。

实施例4

称取聚碳酸酯98.5Kg、硫化钙0.2Kg、氟化锌0.3Kg、硫化锌0.2Kg、钡氧化物1Kg和氧化铁0.2Kg；按照和实施例1相同的方式制备透红外线的聚碳酸酯组合物。

实施例5

称取聚碳酸酯98.5Kg、硫化钙0.2Kg、氟化锌0.3Kg、硫化锌0.2Kg、无机硅表面改性剂1Kg和氧化铁0.2Kg；按照和实施例1相同的方式制备透红外线的聚碳酸酯组合物。

将制备好的透红外线的聚碳酸酯组合物置于温度为120-130℃的鼓风干燥箱中干燥4-6小时，在注塑机上制样，冷却放置24h后进行测试，测试结果如表1所示，测试标准为美国ASTM标准，具体为：

拉伸强度标准：ASTM D638，样条尺寸为57mm×13mm×3.2mm，拉伸速度为50mm/min；

弯曲强度标准：ASTM D790，样条尺寸为128mm×13mm×3.2mm，弯曲速度为20mm/min；

悬臂梁冲击标准：ASTM D256，样条尺寸为63.5mm×12.7mm×3.2mm，缺口剩余宽度为10.71mm；

透光度（分光光度计）：样条为自制的色板45mm×12.5mm×2mm；

表1本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物性能测试结果

由上表可知，本发明提供的透红外线的聚碳酸酯组合物对不同波长红外线有高的透过率，红外线透过率可达80%以上，可见光通过率低于1%，同时保持了聚碳酸酯树脂优异的力学性能、热学性能。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种透红外线的聚碳酸酯组合物，其特征在于，按重量百分数计，包含：

聚碳酸酯 98-99wt％；

红外线增透剂 0.1-1wt％；

表面硬度改性剂 0.6-1.7wt％；

颜料 0.2-1wt％；

其中，所述组合物还包含2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮作为光稳定剂；所述红外线增透剂选自氟化钙、氟化镁、氟化锌、硫化钙、硫化镁、硫化锌中的一种或多种；所述颜料选自碳黑和氧化铁；所述表面硬度改性剂选自有机硅表面改性剂、无机硅表面改性剂、钡的氧化物中的一种或多种。

2.一种如权利要求1所述的聚碳酸酯组合物在制备半导体中的应用。