CN105219048B - 一种耐磨聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法，该聚碳酸酯基电绝缘材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯60~85份、苯酚改性糠醇树脂10~22份、玻璃纤维8~19份、氧化锆5~13份、纳米氧化铝4~12份、羟基磷灰石3~11份、聚乙二醇2~6份、相容剂1~3份和抗老化剂0.2~2.6份。本发明所公开的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法，不仅制备工艺简单、原料易得，且所致制备的材料具有优异的耐磨损性能，同时表面电阻率和拉伸强度均满足实际应用需求，可推广使用。
Description
技术领域
本发明属于电绝缘材料领域，尤其涉及一种耐磨聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯由于其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域。聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。此外，聚碳酸酯在较宽的温度范围内仍兼具良好的电绝缘性，具有良好的电气性能。然而，聚碳酸酯材料本身不耐摩擦不佳，在一些易磨损用途的聚碳酸酯材料中需要对表面进行特殊处理，这为使用带来不便，故而需要进一步改善，以加强其推广应用。
发明内容
要解决的技术问题是：为了减少聚碳酸酯材料易磨损的不足，提供一种耐磨聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法。
技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯60~85份、苯酚改性糠醇树脂10~22份、玻璃纤维8~19份、氧化锆5~13份、纳米氧化铝4~12份、羟基磷灰石3~11份、聚乙二醇2~6份、相容剂1~3份和抗老化剂0.2~2.6份。
优选的，一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯68~85份、苯酚改性糠醇树脂15~22份、玻璃纤维8~15份、氧化锆7~13份、纳米氧化铝4~9份、羟基磷灰石3~9份、聚乙二醇3~6份、相容剂1~3份和抗老化剂0.2~1.6份。
进一步，优选的，一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯73份、苯酚改性糠醇树脂16份、玻璃纤维12份、氧化锆8份、纳米氧化铝6份、羟基磷灰石6份、聚乙二醇5份、相容剂1.5份和抗老化剂0.8份。
优选的，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
优选的，所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯。
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合15~20min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：挤出温度为280~400℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为200~500r/min。
优选的，所述步骤3）中挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为320℃，挤出速度为380r/min。
本发明具有以下有益效果：本发明公开的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料及其制备方法，不仅制备工艺简单、原料易得，且所致制备的材料具有优异的耐磨损性能，同时表面电阻率和拉伸强度均满足实际应用需求，可推广使用。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯60份、苯酚改性糠醇树脂10份、玻璃纤维8份、氧化锆5份、纳米氧化铝4份、羟基磷灰石3份、聚乙二醇2份、相容剂1份和抗老化剂0.2份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合15min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为280℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为200r/min。
实施例2
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯85份、苯酚改性糠醇树脂22份、玻璃纤维19份、氧化锆13份、纳米氧化铝12份、羟基磷灰石11份、聚乙二醇6份、相容剂3份和抗老化剂2.6份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合20min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为400℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为500r/min。
实施例3
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯72份、苯酚改性糠醇树脂16份、玻璃纤维13份、氧化锆9份、纳米氧化铝8份、羟基磷灰石7份、聚乙二醇4份、相容剂2份和抗老化剂1.4份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合18min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为340℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为350r/min。
实施例4
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯73份、苯酚改性糠醇树脂16份、玻璃纤维12份、氧化锆8份、纳米氧化铝6份、羟基磷灰石6份、聚乙二醇5份、相容剂1.5份和抗老化剂0.8份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合20min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为320℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为380r/min。
实施例5
一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯68份、苯酚改性糠醇树脂15份、玻璃纤维15份、氧化锆7份、纳米氧化铝9份、羟基磷灰石9份、聚乙二醇3份、相容剂1份和抗老化剂1.6份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合18min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为350℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为420r/min。
对比例1
一种聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯68份、氧化锆7份、纳米氧化铝9份、羟基磷灰石9份、聚乙二醇3份、相容剂1份和抗老化剂1.6份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合18min，得到混合料I；将氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为350℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为420r/min。
对比例2
一种聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料，即：聚碳酸酯68份、苯酚改性糠醇树脂15份、玻璃纤维15份、聚乙二醇3份、相容剂1份和抗老化剂1.6份；其中，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合18min，得到混合料I；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃ ，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为350℃，挤出压力为25Mpa，挤出速度为420r/min。
性能测试
以下为上述各实施例和对比例所制备的聚碳酸酯材料的性能测试，详见下表：
Claims (5)
1.一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯60~85份、苯酚改性糠醇树脂10~22份、玻璃纤维8~19份、氧化锆5~13份、纳米氧化铝4~12份、羟基磷灰石3~11份、聚乙二醇2~6份、相容剂1~3份和抗老化剂0.2~2.6份；
所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；
所述抗老化剂为亚磷酸三（2,4-二叔丁基苯基）酯；
所述的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合15~20min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：挤出温度为280~400℃，挤出压力为25MPa，挤出速度为200~500r/min。
2.根据权利要求1所述的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯68~85份、苯酚改性糠醇树脂15~22份、玻璃纤维8~15份、氧化锆7~13份、纳米氧化铝4~9份、羟基磷灰石3~9份、聚乙二醇3~6份、相容剂1~3份和抗老化剂0.2~1.6份。
3.根据权利要求1所述的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料，其特征在于：由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯73份、苯酚改性糠醇树脂16份、玻璃纤维12份、氧化锆8份、纳米氧化铝6份、羟基磷灰石6份、聚乙二醇5份、相容剂1.5份和抗老化剂0.8份。
4.根据权利要求1所述的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）按照重量份称取各原料；
2）将原料中的聚碳酸酯、苯酚改性糠醇树脂和羟基磷灰石加入混合机中，混合搅拌20min，然后加入聚乙二醇、相容剂和抗老化剂继续混合15~20min，得到混合料I；将玻璃纤维、氧化锆和纳米氧化铝混合搅拌30min后得到混合料II；
3）将混合料I加入到双螺杆挤出机中的主喂料口，将混合料II加入到双螺杆挤出机中的侧喂料口，然后熔融挤出，冷却造粒，干燥后即得；其中，双螺杆挤出机中的挤出条件为：挤出温度为280~400℃，挤出压力为25MPa，挤出速度为200~500r/min。
5.根据权利要求4所述的一种耐摩擦聚碳酸酯基电绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中挤出条件为：各区域温度设定为：一区为242℃，二区为275℃，三区为300℃，四区为327℃，五区为348℃，六区为360℃；挤出温度为320℃，挤出速度为380r/min。
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