CN105949738A - 一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了提供了一种聚碳酸酯‑聚酰亚胺合金材料及其制备方法，该合金材料包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂。本发明提供的聚碳酸酯‑聚酰亚胺合金材料，相容性好，兼具聚碳酸酯和聚酰亚胺各自的优点，制备的合金材料具备良好的缺口冲击性能和低温韧性，整体力学性能好，此外制备工艺简单，便于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料及其制备方法。
背景技术
芳香族聚碳酸酯（PC）是应用广泛的工程塑料，具有无毒、优异的力学性能、介电性能优良、耐候性能、耐热和透明等优点，然而它也存在如加工困难，制品残余应力大，易于应力开裂，缺口冲击和低温韧性差，同时耐溶剂性和耐磨性差等不足，这些都大大制约了其在许多领域中的应用。芳香族聚酰亚胺（PI）在高低温下均具有优异的机械性能、介电性、耐辐射性、阻燃性和耐磨性等，此外其还可在260-300℃长期使用，热变形温度达到360℃以上，能够在电子、精密机械、机电行业等方面广泛用作高温绝缘材料、高温耐磨材料、高温密封材料、高温机械零件等。为了扩大应用领域，获得性能优异、相容性好、耐冲击且易加工的的塑料合金材料，本发明提供一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料及其制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料及其制备方法；所述聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料具有易加工、耐冲击，综合性能优异。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂20-50份、聚酰亚胺树脂18-35份、石墨纤维4-7份、硬脂酸镁2-8份、聚苯基膦酸二苯砜酯1-6份、磷酸三乙酯5-10份、偏硼酸钾2-7份、氟素脂1-5份、氧化镁3-8份、增韧剂0.5-3份、抗氧剂0.2-2份、相容剂0.6-2份。
作为优选的技术方案，一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂37份、聚酰亚胺树脂24份、石墨纤维6份、硬脂酸镁5份、聚苯基膦酸二苯砜酯4份、磷酸三乙酯8份、偏硼酸钾5份、氟素脂4份、氧化镁6份、增韧剂2份、抗氧剂1.5份、相容剂1.2份。
作为优选的技术方案，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
作为优选的技术方案，所述抗氧剂为特丁基对苯二酚、亚磷酸三（2，4- 二叔丁基苯基）酯或季戊四醇双亚磷酸酯。
作为优选的技术方案，所述相容剂为POE-g-MAH、ABS-g-MAH或SEBS-g-MAH。
上述所述聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于90-110℃干燥8-16小时，待用。
（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以1500-2500rpm的速度搅拌5-10分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
作为优选的技术方案，所述步骤（1）于105℃干燥12小时。
作为优选的技术方案，所述步骤（2）以2200rpm的速度搅拌8分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，相容性好，兼具聚碳酸酯和聚酰亚胺各自的优点，制备的合金材料具备良好的缺口冲击性能和低温韧性，整体力学性能好，此外制备工艺简单，便于推广使用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。以下实施方案用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂37份、聚酰亚胺树脂24份、石墨纤维6份、硬脂酸镁5份、聚苯基膦酸二苯砜酯4份、磷酸三乙酯8份、偏硼酸钾5份、氟素脂4份、氧化镁6份、增韧剂2份、抗氧剂1.5份、相容剂1.2份。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
所述抗氧剂为特丁基对苯二酚。
所述相容剂为POE-g-MAH。
上述一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于105℃干燥12小时，待用。
（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以2200rpm的速度搅拌8分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
实施例2
一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂20份、聚酰亚胺树脂18份、石墨纤维4份、硬脂酸镁2份、聚苯基膦酸二苯砜酯1份、磷酸三乙酯5份、偏硼酸钾2份、氟素脂1份、氧化镁3份、增韧剂0.5份、抗氧剂0.2份、相容剂0.6份。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸三（2，4- 二叔丁基苯基）酯。
所述相容剂为ABS-g-MAH。
上述一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于90℃干燥8小时，待用。
（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以15000rpm的速度搅拌5分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
实施例3
一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂35份、聚酰亚胺树脂26份、石墨纤维5.5份、硬脂酸镁5份、聚苯基膦酸二苯砜酯3.5份、磷酸三乙酯7.5份、偏硼酸钾3.5份、氟素脂3份、氧化镁5.5份、增韧剂2.7份、抗氧剂1.1份、相容剂1.4份。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
所述抗氧剂为亚磷酸三（2，4- 二叔丁基苯基）酯。
所述相容剂为ABS-g-MAH。
上述一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于100℃干燥12小时，待用。
（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以2000rpm的速度搅拌7分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
实施例4
一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂50份、聚酰亚胺树脂35份、石墨纤维7份、硬脂酸镁8份、聚苯基膦酸二苯砜酯6份、磷酸三乙酯-10份、偏硼酸钾7份、氟素脂5份、氧化镁8份、增韧剂3份、抗氧剂2份、相容剂2份。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
所述抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸酯。
所述相容剂为SEBS-g-MAH。
上述一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于110℃干燥16小时，待用。
（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以2500rpm的速度搅拌5-10分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
性能测试
将上述实施例制备的聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，通过注塑成测试条，进行如下性能测试：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 悬臂梁缺口冲击强度/J/m，23℃ | 75 | 68 | 71 | 72 |
| 悬臂梁缺口冲击强度/J/m，-23℃ | 63 | 60 | 58 | 55 |
| 拉伸强度/MPa | 68 | 65 | 62 | 58 |
由上表可看出，本发明制备的聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，有效的改善了聚碳酸酯材料的缺口冲击和低温韧性差的不足，制备的合金材料的常温耐冲击性能且低温耐冲击性能大幅提高。
Claims (8)
1.一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂20-50份、聚酰亚胺树脂18-35份、石墨纤维4-7份、硬脂酸镁2-8份、聚苯基膦酸二苯砜酯1-6份、磷酸三乙酯5-10份、偏硼酸钾2-7份、氟素脂1-5份、氧化镁3-8份、增韧剂0.5-3份、抗氧剂0.2-2份、相容剂0.6-2份。
2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为特丁基对苯二酚、亚磷酸三（2，4- 二叔丁基苯基）酯或季戊四醇双亚磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，其特征在于，所述相容剂为POE-g-MAH、ABS-g-MAH或SEBS-g-MAH。
5.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：双酚A型聚碳酸酯树脂37份、聚酰亚胺树脂24份、石墨纤维6份、硬脂酸镁5份、聚苯基膦酸二苯砜酯4份、磷酸三乙酯8份、偏硼酸钾5份、氟素脂4份、氧化镁6份、增韧剂2份、抗氧剂1.5份、相容剂1.2份。
6.一种如权利要求1所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
（1）将双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂和接枝羟基的超高分子量聚乙烯在鼓风干燥机中，于90-110℃干燥8-16小时，待用；（2）按重量配比分别称取上述干燥的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂加入高速混合机中，并按重量配比加入石墨纤维、硬脂酸镁、聚苯基膦酸二苯砜酯、磷酸三乙酯、偏硼酸钾、氟素脂、氧化镁、增韧剂、抗氧剂、相容剂，以1500-2500rpm的速度搅拌5-10分钟，得到混合料，出料；
（3）将上述混合料加入到双螺杆挤出机中，在200-245℃温度下经熔融混炼挤出、造粒即得聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料。
7.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）于105℃干燥12小时。
8.根据权利要求6所述的一种聚碳酸酯-聚酰亚胺合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）以2200rpm的速度搅拌8分钟。
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