CN104371293B - 一种玻璃纤维增韧增强聚碳酸酯复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻纤增韧增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法，由聚碳酸酯、玻璃纤维、增韧剂、润滑剂和抗氧剂组成，该复合材料由双螺杆挤出机加工造粒，本发明所得制品能够同时起到增韧增强，且表面效果良好的聚碳酸酯复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及用于制作手机材料领域，更具体的涉及一种玻纤增韧增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
传统手机材料已越来越不能满足智能手机对材料刚性的需求，而传统的玻纤增强PC的韧性较低，不能满足手机配件的跌落、弯折、表面浮纤等测试要求，故超韧的PC增强材料已经成为智能手机材料的发展趋势。能够同时解决强度、韧性和表面效果问题的材料，便是一种趋势。
发明内容
本发明能够同时解决强度、韧性和表面效果问题，且制作简单，价格低廉。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种玻璃纤维增韧增强聚碳酸酯复合材料，由以下重量百分比的原料组成：
所述的聚碳酸酯是芳香族聚碳酸酯，分子量范围为25000-30000
所述的玻璃纤维为短切玻璃纤维,玻纤的长度为3-4mm，直径为11-12微米，玻璃纤维的含量优选9-11%。
所述的增韧剂由三菱S2001和ARKEMA8900按照1:1复配而成。
所述的润滑剂由季戊四醇硬脂酸酯-简称PETS,PETS和硅酮母粒按照3:5复配而成。
所述的抗氧剂由1076和168按照1:1复配而成。
其中，ARKEMA8900弹性体与S2001复配时，8900能增加材料的韧性及改善PC的应力，S2001是改善材料的低温韧性问题。两者复配能解决材料在使用中的应力开裂和低温脆裂问题。
PETS与硅酮母粒复配，PETS能降低玻纤与螺杆的摩擦作用，避免螺杆剪切对玻纤表面造成过度破坏。硅酮母粒能改善材料的表面光泽度，同时增加材料的耐磨性和脱模效果。
抗氧剂1076和168的复配具协同作用，能更好的防止材料的热降解。
制备上述复合材料的方法，按以下步骤进行：
1）、依次将熔融指数为14-16的聚碳酸酯粒子、增韧剂、润滑剂和抗氧剂按比例加入到转速为RPM200-250的中速混料机中混匀3～8分钟；
2）、将玻璃纤维加入到失重式喂料机中；
3）、将步骤1）中的混合原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，步骤2）中的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经熔融挤出，造粒，其中，双螺杆挤出机为36机，长径比为36:1，转速设定为450RPM，电流控制在28～32A，真空度控制在-0.06～-0.1MPA，过水长度控制1～2m,切粒机的转速设定为800～1000RPM；该挤出温度设定为：一区150℃、二区220℃、三区260℃、四区260℃、五区260℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、模头265℃、挤出速率为400kg/h、挤出压力为4-6MPa；
4）、将上述得到的塑料粒子在120℃-130℃烘干3-5小时。
进一步的，烘干温度为125℃，烘干时间为4小时。
按125℃烘4小时能保证材料的水分含量≤0.02%，成型时可防止材料降解，导致注塑制件表面的异常。
本发明虽然主要用于手机材料领域，但是并不限于此领域，在手机配件及相近领域中也可应用。
本复合材料具有下述技术效果：
1)、MFI=14-16(g/10min)；（ISO1133）
2)、冲击强度≥25KJ/m2；(ISO180)
3)、拉伸强度≥55MPa；(ISO527)
4)、弯曲强度≥88MPa；（ISO178）
5)、弯曲模量≥3200MPa；（ISO178）
6)、玻纤含量或比例（GF%）=9-11；（ISO3451）
7)、表面效果无浮纤
本发明的有益效果在于：通过加入玻璃纤维可以增强强度，通过加入上述配比的增韧剂、润滑剂和抗氧剂可以增加韧性，解决了既增强强度，又增强韧性的技术问题，并且对于材料表面问题也得到了解决。
具体实施方式
下面通过部分实施例进一步说明本发明：
本发明第一实施例中，由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯--84%玻璃纤维--11%增韧剂--4%润滑剂—0.6%抗氧剂—0.4%
本发明第二实施例中，由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯--86%玻璃纤维—9.6%增韧剂--3%润滑剂—0.8%抗氧剂—0.6%
本发明第三实施例中，由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯--85%玻璃纤维--10%增韧剂--4%润滑剂—0.5%抗氧剂—0.5%
本发明第四实施例中，由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯--87%玻璃纤维--9%增韧剂--3%润滑剂—0.6%抗氧剂—0.4%
本发明第五实施例中，由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯--85%玻璃纤维--9%增韧剂--5%润滑剂—0.7%抗氧剂—0.3%
上述五个实施例经过制备依次得到制品A，制品B，制品C，制品D，制品E，上述实施例仅是部分优选实施例，但本发明不限于上述五个实施例。
将五个实施例制得的制品A、B、C、D、E进行试验，熔融指数是在300℃/1.2kg条件下检测的，制品检测结果如表，测试标准为ISO标准：
由上述检测结果可以看出，本发明所要解决的强度，韧性以及表面效果问题都能得到很好解决。
Claims (5)
1.一种制备玻璃纤维增韧增强聚碳酸酯复合材料的方法，其特征在于，所述的复合材料由以下重量百分比的原料组成：
聚碳酸酯84-88%
玻璃纤维8-12%
增韧剂3-5%
润滑剂0.6-0.8%
抗氧剂0.3-0.6%,
所述的聚碳酸酯是芳香族聚碳酸酯，分子量范围为25000-30000,所述的润滑剂由季戊四醇硬脂酸酯和硅酮母粒按照3:5复配而成；
所述的增韧剂由三菱S2001和ARKEMA8900按照1:1复配而成；
所述的方法包括如下步骤：
1）、依次将熔融指数为14-16的聚碳酸酯粒子、增韧剂、润滑剂和抗氧剂按比例加入到转速为RPM200-250的混料机中混匀3~8分钟；
2）、将玻璃纤维加入到失重式喂料机中；
3）、将步骤1）中的混合原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，步骤2）中的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，挤出造粒，其中，双螺杆挤出机为36机，长径比为36:1，转速设定为450RPM，电流控制在28~32A，真空度控制在-0.06~-0.1MPA，过水长度控制1~2m,切粒机的转速设定为800~1000RPM；该挤出温度设定为：一区150℃、二区220℃、三区260℃、四区260℃、五区260℃、六区260℃、七区260℃、八区260℃、模头265℃、挤出速率为400kg/h、挤出压力为4-6MPa；
4）、将上述得到的塑料粒子在120℃-130℃烘干3-5小时。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的玻璃纤维为短切玻璃纤维,玻纤的长度为3-4mm，直径为11-12微米。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：玻璃纤维的含量为9-11%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的抗氧剂由1076和168按照1:1复配而成。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中塑料粒子在125℃烘干4小时。
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