CN107043528A - 一种新型增强pc组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型增强PC组合物，由包括如下重量份数的原料制备而成：聚碳酸酯树脂45‑90份；无机填料5‑40份；丙烯酸和/或丙烯酸酯3‑15份；金属氧化物0.5‑5份；交联剂0.02‑0.5份；助剂0.1‑2份。本发明所述的新型增强PC组合物中的丙烯酸和/或丙烯酸酯分子结构中的羧基结构，由于其分子结构中的羧基，易与金属氧化物反应生产羧酸盐；同时均匀分散在聚合物中的金属离子，易与无机填料表面的极性基团相互作用，从而增强了无机填料和PC的界面结合力。

Description

一种新型增强PC组合物
技术领域
本发明属于高分子改性技术领域，尤其是涉及一种新型增强PC组合物。
背景技术
PC是一种具有优良物理机械性能的热塑性工程塑料，其透明性和阻燃性优良，具有广阔的应用领域；但由于聚碳酸酯分子链中苯环的存在，分子链刚性大，使用过程中极易应力开裂，同时现在塑料制件的应用越来越薄壁化，对材料的刚性要求也越来越高，加入玻璃纤维势必会使材料的韧性急剧下降，这是目前玻璃纤维增强PC亟需解决的问题。
本发明在研究中发现，通过丙烯酸原位聚合，其与金属氧化物反应生成羧酸盐，通过羧酸盐与玻璃纤维表面的羟基形成的氢键，提高了PC树脂和玻璃纤维之间的结合力，从而显著提高材料刚性的同时，也在一定程度上提高了材料了韧性；同时可以通过金属离子与玻璃纤维之间的氢键，金属离子和聚丙烯酸之间的离子键的断裂和形成，来释放掉PC分子链中的内应力，降低了增强PC的内应力。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型增强PC组合物，该组合物能够满足性能要求，且具备高韧性、高刚性的、低应力的特点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型增强PC组合物，由包括如下重量份数的原料制备而成：聚碳酸酯树脂(PC)45-90份；玻璃纤维5-40份；丙烯酸和/或丙烯酸酯3-15份；金属氧化物0.5-5份；交联剂0.02-0.5份；助剂0.1-2份。
进一步的，所述聚碳酸酯的数均分子量为10000-40000。
优选地，所述聚碳酸酯的数均分子量为20000-30000。
进一步的，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维；所述的玻璃纤维的直径为5-24um，长度为3-9mm。
优选地，所述的玻璃纤维的重量份数为10-30份；
进一步的，所述无机填料的重量份数为1％-30％；优选地，所述无机填料的重量份数为5％-20％。
进一步的，所述丙烯酸的纯度≥98.5％；所述丙烯酸酯的纯度≥98.5％。
进一步的，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯的中一种或两种以上的混合物。
优选地，所述丙烯酸酯和/或丙烯酸的重量份数为3-12份。
进一步的，所述金属氧化物为氧化锌，氧化镁，氧化铁或氧化铝。
优选地，所述金属氧化物的重量份数为1-4份。
进一步的，所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰，异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中一种或两种以上的混合物。
优选地，所述交联剂的重量份数为0.02-0.3份。
相对于现有技术，本发明所述的新型增强PC组合物具有以下优势：
(1)本发明所述的新型增强PC组合物原料中的丙烯酸通过交联剂的作用，易在双螺杆中的原位聚合形成聚合物弹性体，同时未充分聚合的小分子物质，会被双真空抽出；
(2)本发明所述的新型增强PC组合物由于丙烯酸分子结构中的羧基结构，易与金属氧化物反应生产羧酸盐，通过双螺杆的分散作用，可以在聚合物分子链间原位形成均匀的离子键结构；同时均匀分散在聚合物中的金属离子，易与玻璃纤维表面的羟基形成氢键，增强了玻璃纤维和聚合物基体的界面结合力；
(4)本发明所述的新型增强PC组合物的分子结构中的离子键和氢键是可以动态的形成和断裂的，这样可以将材料的内应力吸收，有效降低内应力引起的开裂。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。例如，术语“(一个)细胞”包括复数的细胞，包括其混合物。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
本发明的实施例1-3和对比例1-3中使用的PC为数均分子量约为23000；玻璃纤维(以下简称玻纤)选用的是ECS10-3.0-T435N(泰山玻纤)；丙烯酸和丙烯酸丁酯的纯度为99.8％；助剂为抗氧剂和润滑剂，其中抗氧剂为抗氧剂1010；润滑剂为硬脂酸。
下面结合实施例和对比例来详细说明本发明。
实施例1
将85份PC、2份丙烯酸、2份丙烯酸丁酯、10份玻纤、0.01份DCP、1份氧化锌、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
实施例2
将70份PC、3份丙烯酸、7份丙烯酸丁酯、20份玻纤、0.02份DCP、2份氧化锌、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
实施例3
将55份PC、4份丙烯酸、8份丙烯酸丁酯、30份玻纤、0.03份DCP、3份氧化锌、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
对比例1
将90份PC、10份玻纤、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
对比例2
将54份PC、20份丙烯酸、20份玻纤、0.05份DCP、6份氧化锌、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
对比例3
将64份PC、30份玻纤、4份氧化锌、6份聚丙烯酸酯增韧剂、0.2份抗氧剂、0.5份润滑剂分别放入高速混合器中混合3min后再将原料放入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的长径比为48:1，并控制双螺杆挤出机各个区的温度控制在200-300℃，挤出造粒即得到新型增强PC组合物。
将实施例1-3以及对比例1-3得到的PC组合物进行性能测试：悬臂梁缺口冲击按IS0-180测试；拉伸强度按ISO-527测试；弯曲强度按ISO-178测试；应力评价方法为：以ISO-527为标准制备的样条，使样条保持1.5％的曲率，观察样条开裂的情况。实施例1-3以及对比例1-3的组分配比和性能测试测试结果见下表：
表1成品组分配比及性能测试结果(表中组份含量为重量份数)
表中：+表示耐溶剂，越多表明耐溶剂效果越好；-表示不耐溶剂(+++代表样条无变化，++代表有微裂纹，+代表有裂缝，-代表样条断裂)
从表1结果中可以看出，通过组分的合理搭配，可以制得满足性能要求的高韧性、高刚性的、低应力的增强PC组合物，能满足对不同需求下对材料刚性和韧性要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型增强PC组合物，其特征在于：该组合物由包括如下重量份数的原料制备而成：聚碳酸酯树脂45-90份；玻璃纤维5-40份；丙烯酸和/或丙烯酸酯3-15份；金属氧化物0.5-5份；交联剂0.02-0.5份；助剂0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述聚碳酸酯的数均分子量为10000-40000；优选地，所述聚碳酸酯的数均分子量为20000-30000。
3.根据权利要求2所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维；所述的玻璃纤维的直径为5-24um，长度为3-9mm。
4.根据权利要求1所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述的玻璃纤维的重量份数为10-30份。
5.根据权利要求4所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述无机填料的重量份数为1％-30％；优选地，所述无机填料的重量份数为5％-20％。
6.根据权利要求1所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述丙烯酸的纯度≥98.5％；所述丙烯酸酯的纯度≥98.5％。
7.根据权利要求4所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯的中一种或两种以上的混合物；所述丙烯酸酯和/或丙烯酸的重量份数为3-12份。
8.根据权利要求1所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述金属氧化物为氧化锌，氧化镁，氧化铁或氧化铝；所述金属氧化物的重量份数为1-4份。
9.根据权利要求1所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述交联剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰，异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中一种或两种以上的混合物。
10.根据权利要求9所述的新型增强PC组合物，其特征在于：所述交联剂的重量份数为0.02-0.3份。
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