CN106317835A - 一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法，按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 70℃‑83℃的高速混合机中，搅拌2‑4分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌10‑20分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀，并将中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为115‑126°C，口模温度为120‑132°C，螺杆转速为20‑35rpm、加料转速为15‑40rpm的条件下，挤出；经试验证明，采用本发明的制备方法和原来组成所制得的聚碳酸酯其耐水解性较高，当温度达到1180H小时后仍能保持14.0的耐高温耐水解的能力，适用于高温高湿度或阳光长期直接照射等恶劣条件下工作的灯壳体或汽车配件等。

Description

一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优越的工程塑料，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐蠕变性、耐候性、透明性和无毒性等优点，因此被广泛运用。
聚碳酸酯吸水率较低，饱和吸水率仅为0.3％，但因其结构中含有酯基，微量的水分极易促进酯基的水解，所以在使用PC料前，必须将其进行干燥处理，干燥条件一般为120-130度，4-6小时，吸水率须低于0.02％方可使用。
普通环境使用时，做好干燥工作即可，若制件长期在高温高湿等较特殊环境中使用，就须改善聚碳酸酯的耐水解性能。
因此如何去克服现有的技术进而跨过PC耐水解的门坎，是高分子材料技术亟需要尽快去克服的。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法，该聚碳酸酯复合材料耐水解性能佳，满足复合材料在高温高湿的环境下使用的要求。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种耐水解聚碳酸酯复合材料，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯79份；
抗氧剂0.5份；
增容剂4.2份；
润滑剂0.6份；
羟基磷灰石11份；
耐水解稳定剂2.4份；
环氧封端剂6份；
封端催化剂3.2份；
蓖麻油3.5份。
一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 77℃的高速混合机中，搅拌2.5分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌14分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为263r/min，搅拌时间为68min，当搅拌料达到33°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为118°C，口模温度为128°C，螺杆转速为32rpm、加料转速为28rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
上述技术方案的有益之处在于：
1、本发明提供了一种耐水解聚碳酸酯复合材料及其制备方法，通过添加羟基磷灰石、耐水解稳定剂、环氧封端剂、封端催化剂和蓖麻油及其他助剂协和协效增强产品的性能，并对各原料组份的比例进行了优化，制得的聚碳酸酯其耐水解性较高，当温度达到1180H小时后仍能保持14.0的耐高温耐水解的能力；另外 本发明所提供的耐低温高抗冲聚碳酸酯，其在水解前后熔融指数变化很小，适用于高温高湿度或阳光长期直接照射等恶劣条件下工作的灯壳体或汽车配件等。
2、本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯79份；
抗氧剂0.5份；
增容剂4.2份；
润滑剂0.6份；
羟基磷灰石11份；
耐水解稳定剂2.4份；
环氧封端剂6份；
封端催化剂3.2份；
蓖麻油3.5份。
一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 77℃的高速混合机中，搅拌2.5分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌14分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为263r/min，搅拌时间为68min，当搅拌料达到33°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为118°C，口模温度为128°C，螺杆转速为32rpm、加料转速为28rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
实施例2
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯66份；
抗氧剂0.2份；
增容剂3份；
润滑剂0.2份；
羟基磷灰石8份；
耐水解稳定剂1.5份；
环氧封端剂3份；
封端催化剂2份；
蓖麻油2份。
一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 73℃的高速混合机中，搅拌3分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌12分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为262r/min，搅拌时间为67min，当搅拌料达到34°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为116°C，口模温度为125°C，螺杆转速为25rpm、加料转速为35rpm的条件下，挤出；
5） 将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
实施例3
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯87份；
抗氧剂0.8份；
增容剂5份；
润滑剂1.1份；
羟基磷灰石15份；
耐水解稳定剂3.8份；
环氧封端剂8份；
封端催化剂5份；
蓖麻油4份。
一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 70℃的高速混合机中，搅拌2分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌10分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为260r/min，搅拌时间为65min，当搅拌料达到30°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为115°C，口模温度为120°C，螺杆转速为20rpm、加料转速为15rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
实施例4
一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯72份；
抗氧剂0.3份；
增容剂4份；
润滑剂0.8份；
羟基磷灰石10份；
耐水解稳定剂2份；
环氧封端剂5份；
封端催化剂2.5份；
蓖麻油3份。
一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 83℃的高速混合机中，搅拌4分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌20分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为265r/min，搅拌时间为70min，当搅拌料达到35°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为126°C，口模温度为132°C，螺杆转速为35rpm、加料转速为40rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
性能试验
试验一：针对上述实施例1-4与普通的聚碳酸酯的耐高温水解物性和时间对比测试；
试验结果如下表1所示：
表1
由上表1可以看出，本发明的实施例1-4制备的聚碳酸酯复合材料其耐水解性，相较于一般聚碳酸酯有显着的改善。尤其是，当测试时间达到336小时后，实施例1-4的聚碳酸酯复合材料的水解特性稍微下降，而普通的聚碳酸酯则出现大幅下降，其耐高温水解能力显着下降，而本发明的实施例1-4的聚碳酸酯复合材料在1180H小时后仍能保持较高的耐高温耐水解的能力。
试验二：
将通过实施例1-4工艺制成的产品与同类产品的性能进行测试，测试条件：温度为50%相对湿度，23°C放置至少24小时候进行性能测试，其结果如下表2所示：
表2
由上表可见，本实施例所提供的耐低温高抗冲聚碳酸酯，在相对湿度的条件下也表现出优异的性能，其在水解前后熔融指数变化很小。
试验结论：
通过上表可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的耐水解聚碳酸酯的低温下的拉伸强度、弯曲强度和耐水解性能远高于市面上的普通灯罩的阻燃性能；其中，以实施例1和2所记载的制备方法，所制得的耐水解聚碳酸酯的性能最高，相比普通的聚碳酸酯，提升明显。
以上所述实施方式，只是本发明的较佳实施方式，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种耐水解聚碳酸酯复合材料，其特征在于：其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯66-87份；
抗氧剂0.2-0.8份；
增容剂3-5份；
润滑剂0.2-1.1份；
羟基磷灰石8-15份；
耐水解稳定剂1.5-3.8份；
环氧封端剂3-8份；
封端催化剂2-5份；
蓖麻油2-4份。
2.如权利要求1所述的一种耐水解聚碳酸酯复合材料，其特征在于：其原料配方是由以下重量份数的各组份组成：
聚碳酸酯79份；
抗氧剂0.5份；
增容剂4.2份；
润滑剂0.6份；
羟基磷灰石11份；
耐水解稳定剂2.4份；
环氧封端剂6份；
封端催化剂3.2份；
蓖麻油3.5份。
3.如权利要求1-2所述的一种耐水解聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂预混；
2）按重量配比称取羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在 70℃-83℃的高速混合机中，搅拌2-4分钟，然后按重量配比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌10-20分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀；
3）将步骤2）中混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为260-265r/min，搅拌时间为65-70min，当搅拌料达到30-35°C时，卸料；
4）将步骤3）中搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为115-126°C，口模温度为120-132°C，螺杆转速为20-35rpm、加料转速为15-40rpm的条件下，挤出；
5）将步骤4）中挤出料引入切粒机中进行切粒操作，收集粒料即为耐水解聚碳酸酯复合材料。
4.如权利要求3所述的一种耐水解聚碳酸酯复合材料，其特征在于：步骤2）中，所述羟基磷灰石、蓖麻油和耐水解稳定剂加入料筒温度在77℃的高速混合机中，搅拌2.5分钟，然后按重量比称取抗氧剂、增容剂和润滑剂搅拌14分钟，同时将预混后的聚碳酸酯、环氧封端剂和封端催化剂加入并充分混合均匀。
5.如权利要求3所述的一种耐水解聚碳酸酯复合材料，其特征在于：步骤3）中，混合均匀后的混合料，送进高分子材料搅拌机中进行搅拌，搅拌速度为263r/min，搅拌时间为68min，当搅拌料达到33°C时，卸料。
6.如权利要求3所述的一种耐低温高抗冲聚碳酸酯，其特征在于：步骤4）中，搅拌后的搅拌料投入双螺旋杆挤出机中，机筒加热温度为118°C，口模温度为128°C，螺杆转速为32rpm、加料转速为28rpm的条件下，挤出。
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Application publication date: 20170111

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