CN104356625A - 一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法，该材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯50～65份，玻纤10～25份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物3～6份，马来酸酐接枝聚乙烯4～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯15～20份，抗氧化剂1～1.5份，耐高温润滑剂0.3～0.5份；通过以下步骤加工：先将聚碳酸酯在120℃鼓风干燥4～8小时，然后把干燥好的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯和抗氧化剂投入高速混合器中干混3～5min，接着将混合好的原料和耐高温润滑剂从双螺杆挤出机的喂料斗中加入，将玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，最后经熔融挤出造粒获得成品。

Description

一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯材料简称PC，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。
PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。在生产上一般通过加入玻纤提高PC的强度，然而由于PC与玻纤之间的界面相容性不足，玻纤在PC材料中难以均匀地分布排列影响了材料的整体力学性能。
发明内容
本发明的目的在于针对以上问题，提供一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料及其制备方法。
为了实现以上效果，本发明采用的技术方案是：一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，该材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯50～65份，玻纤10～25份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 3～6份，马来酸酐接枝聚乙烯4～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯15～20份，抗氧化剂1～1.5份，耐高温润滑剂 0.3～0.5份。
进一步，所述的聚碳酸酯为平均分子量180000～30000的双酚A型聚碳酸酯。
进一步，所述的玻纤为短切玻纤，长度3～7mm，直径5～10um。
进一步，所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率1%～5%。
进一步，所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
进一步，所述耐高温润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法，该材料通过以下步骤加工而成：先将聚碳酸酯在120℃鼓风干燥4～8小时，然后把干燥好的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯和抗氧化剂投入高速混合器中干混3～5min，接着将混合好的原料和耐高温润滑剂从双螺杆挤出机的喂料斗中加入，将玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，最后经熔融挤出造粒获得成品。
进一步，原料在双螺杆挤出机中的生产加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度255～280℃，二区温度255～280℃，三区温度255～280℃，四区温度255～280℃，五区温度255～280℃，六区温度255～280℃，七区温度255～280℃，八区温度255～280℃，九区温度255～280℃，机头255～280℃，停留时间2～3min，压力为12～18MPa。
本发明的的有益效果是：本发明采用乙烯-丙烯酸甲酯共聚物作为增韧剂，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的热稳定性高，加工温度可高至300℃，具有极性官能团和非极性官能团与本发明中的其它原料具有较好的相容性，能增加材料韧性还使玻纤在材料中均匀分布改善材料品质。马来酸酐接枝聚乙烯作为偶联剂，能进一步增强聚碳酸酯与玻纤的界面性能，使聚碳酸酯与玻纤能良好地相容，同时马来酸酐接枝聚乙烯还具有聚乙烯良好的加工性能，对聚碳酸酯材料的加工性能不会造成太大影响。聚对苯二甲酸乙二醇酯的流动性较好，能降低材料的整体黏度降低了材料的加工温度，此外还能提高提高聚碳酸酯材料的刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性，并且玻维也能提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的机械性能，以及加速其结晶成型。
本发明的耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料中各组分良好相容，具有良好的机械性能，尤其是具有较强的耐应力开裂性同时还具有耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。
具体实施方式
现通过具体的实施例对本发明所要求保护的技术方案作进一步详细说明。
实施例一
在本实施例中，耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯65份，玻纤10份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 3份，马来酸酐接枝聚乙烯4份，聚对苯二甲酸乙二醇酯15份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1份，季戊四醇硬脂酸酯0.3份。
本实施例中的聚碳酸酯为平均分子量180000～30000的双酚A型聚碳酸酯
本实施例中的玻纤为短切玻纤，长度3～7mm，直径5～10um。
本实施例中马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率1%～5%。
本实施例采用β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯作为抗氧化剂，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的协同效应显著，可有效抑制组分中的马来酸酐接枝聚乙烯热降解和氧化降解。
本实施例采用季戊四醇硬脂酸酯作为原料组分中的耐高温润滑剂，季戊四醇硬脂酸酯在高温下具有良好的热稳定性、低挥发性、良好的脱模和流动性能。季戊四醇硬脂酸酯还对聚对苯二甲酸乙二醇酯具有较好的成核效果，促使聚对苯二甲酸乙二醇酯在冷却时能迅速结晶。
本实施例对以上材料的加工步骤如下：先将聚碳酸酯在120℃鼓风干燥8小时，然后把干燥好的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯投入高速混合器中干混5min，把双螺杆挤出机设定为一区温度280℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度280℃，六区温度280℃，七区温度280℃，八区温度280℃，九区温度280℃，机头温度280℃，停留时间3min，压力为18Mpa，接着将混合好的原料和季戊四醇硬脂酸酯从双螺杆挤出机的喂料斗中加入，将玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，最后经熔融挤出造粒获得成品。
实施例二
在本实施例中，耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯50份，玻纤25份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物6份，马来酸酐接枝聚乙烯6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯20份，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯1.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.5份。
本实施例中的聚碳酸酯为平均分子量180000～30000的双酚A型聚碳酸酯
本实施例中的玻纤为短切玻纤，长度3～7mm，直径5～10um。
本实施例中马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率1%～5%。
本实施例对以上材料的加工步骤如下：先将聚碳酸酯在120℃鼓风干燥4小时，然后把干燥好的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯投入高速混合器中干混3min，把双螺杆挤出机设定为一区温度255℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度255℃，机头255℃，停留时间2min，压力为12Mpa，接着将混合好的原料和季戊四醇硬脂酸酯从双螺杆挤出机的喂料斗中加入，将玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，最后经熔融挤出造粒获得成品。
对以上两个实施例的成品材料进行测试，其测试结果如下：
实施例一
拉伸强度（Mpa）              102
断裂伸长率（%）                2
弯曲强度（Mpa）              140
弯曲模量（Mpa）             7000
悬臂梁缺口冲击强度(KJ/m2)       6
热变形温度(OC)                185
实施例二
拉伸强度（Mpa）              112
断裂伸长率（%）                3
弯曲强度（Mpa）              160
弯曲模量（Mpa）             7400
悬臂梁缺口冲击强度(KJ/m2)      8
热变形温度(OC)               190
从以上的测试结果可见，当加大了材料中的玻纤、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的比例后，能有效地提高材料的机械性能。
以上实施例仅是本发明的一些优选实施方式，但本发明的保护范围并不仅限于此。本领域技术人员应该理解，所有未背离本发明精神和范围的任何修改或局部替换都在本发明保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；该材料由以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯50～65份，玻纤10～25份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 3～6份，马来酸酐接枝聚乙烯4～6份，聚对苯二甲酸乙二醇酯15～20份，抗氧化剂1～1.5份，耐高温润滑剂 0.3～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；所述的聚碳酸酯为平均分子量180000～30000的双酚A型聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；所述的玻纤为短切玻纤，长度3～7mm，直径5～10um。
4.根据权利要求1所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；所述马来酸酐接枝聚乙烯的接枝率1%～5%。
5.根据权利要求1所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
6.根据权利要求1所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料，其特征在于；所述耐高温润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
7.一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于；该材料通过以下步骤加工而成：先将聚碳酸酯在120℃鼓风干燥4～8小时，然后把干燥好的聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯和抗氧化剂投入高速混合器中干混3～5min，接着将混合好的原料和耐高温润滑剂从双螺杆挤出机的喂料斗中加入，将玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，最后经熔融挤出造粒获得成品。
8.根据权利要求7所述的一种耐应力开裂玻纤增强聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于；原料在双螺杆挤出机中的生产加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度255～280℃，二区温度255～280℃，三区温度255～280℃，四区温度255～280℃，五区温度255～280℃，六区温度255～280℃，七区温度255～280℃，八区温度255～280℃，九区温度255～280℃，机头255～280℃，停留时间2～3min，压力为12～18MPa。
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