CN108329674A - 碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法及碳酸钙晶须增强复合材料 - Google Patents

碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法及碳酸钙晶须增强复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法，制备方法包括如下步骤：提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；将PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为150‑170℃，第二控温区域温度为200‑210℃，第三控温区域温度为220‑230℃，第四控温区域温度为250‑260℃；对第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；对第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；对第三混合物粒料进行注塑成型。

Description

碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法及碳酸钙晶须增强复合 材料
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法及碳酸钙晶须增强复合材料。
背景技术
塑料产品以其密度小、耐腐蚀、低成本等优异性能，广泛应用于各行各业。但随着应用需求的多样化，应用领域的细化，对塑料性能的要求越来越高，因此，单一的树脂很难满足使用要求。通过共混、增强、电镀、增韧、相容化等聚合物改性技术，可以很容易使塑料在某方面的性能得到改善，或者在电、磁、光、热、阻燃等方面被赋予全新的功能。
现有技术已经提出了PC/ABS合金的概念，这种复合聚合物可以综合PC和ABS的优良性能，一方面既保持了PC的耐热性、高强度、高模量等优点；另一方面又降低了PC的熔体黏度，提高了流动性能，改善了加工性能；并且减少了制品内应力，提高了PC的低温缺口冲击强度，更重要的是降低了材料成本。但是这种材料仍然具有以下缺陷：1、制备工艺不成熟，产品性能不稳定，不能完全适应工业生产的要求；2、成分简单，造成产品抗拉强度、硬度、断裂韧性较低，不能满足工业要求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法及碳酸钙晶须增强复合材料，从而克服现有技术的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；将PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为150-170℃，第二控温区域温度为200-210℃，第三控温区域温度为220-230℃，第四控温区域温度为250-260℃；对第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；对第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；对第三混合物粒料进行注塑成型。
优选地，上述技术方案中，在投入投料口的原料中，以重量份计，PC颗粒占100-300份，PVC颗粒占50-150份、ABS颗粒占100-200份、玻璃纤维占20-30份、碳酸钙晶须占5-10份以及加工助剂占5-10份。
优选地，上述技术方案中，干燥的工艺为：干燥温度为100-110℃，干燥时间为5-7h。
优选地，上述技术方案中，真空热处理的工艺为：真空度为0.01-0.05Pa，热处理温度为120-140℃，热处理时间为30-50min。
优选地，上述技术方案中，对第三混合物粒料进行注塑成型具体为：使用注塑机对第三混合物粒料进行注塑成型，其中，注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160-170℃，第二控温区域温度为190-200℃，第三控温区域温度为220-230℃，第四控温区域温度为250-260℃。
优选地，上述技术方案中，注塑成型的具体工艺为：注射压力为100-120bar，保压压力为40-50bar，保压时间为10-15s。
本发明还提供了一种碳酸钙晶须增强复合材料，其是由前述方法制备的。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、优化了PC/ABS合金的成分，为了提高合金的抗拉强度，在合金中加入了玻璃纤维，但是玻璃纤维与PC或者ABS的相容性较差，所以为了使得玻璃纤维能够更好的与PC/ABS合金共混，在PC/ABS合金中加入PVC以增加PC/ABS合金与玻璃纤维的相容性，此外，为了提高PC/ABS合金的冲击韧性，在PC/ABS合金中加入碳酸钙晶须；2、优化了PC/ABS合金的制备方法，特别设计了挤出机、注塑成型机的分区温度，保证了PC/ABS合金复合材料的抗拉强度、断裂韧性和硬度。
具体实施方式
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。本发明使用的全部化学试剂都可以购自化学用品商店，本发明使用的双螺杆挤出机和注塑成型机是本领域公知的机器。
实施例1
以如下方法制备碳酸钙晶须增强复合材料：提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；将PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为150℃，第二控温区域温度为200℃，第三控温区域温度为220℃，第四控温区域温度为250℃；对第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；对第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；对第三混合物粒料进行注塑成型。在投入投料口的原料中，以重量份计，PC颗粒占100份，PVC颗粒占50份、ABS颗粒占100份、玻璃纤维占20份、碳酸钙晶须占5份以及加工助剂占5份。干燥的工艺为：干燥温度为100℃，干燥时间为7h。真空热处理的工艺为：真空度为0.01Pa，热处理温度为120℃，热处理时间为50min。对第三混合物粒料进行注塑成型具体为：使用注塑机对第三混合物粒料进行注塑成型，其中，注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160℃，第二控温区域温度为190℃，第三控温区域温度为220℃，第四控温区域温度为250℃。注塑成型的具体工艺为：注射压力为100bar，保压压力为40bar，保压时间为10s。
实施例2
以如下方法制备碳酸钙晶须增强复合材料：提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；将PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为170℃，第二控温区域温度为210℃，第三控温区域温度为230℃，第四控温区域温度为260℃；对第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；对第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；对第三混合物粒料进行注塑成型。在投入投料口的原料中，以重量份计，PC颗粒占300份，PVC颗粒占150份、ABS颗粒占200份、玻璃纤维占30份、碳酸钙晶须占10份以及加工助剂占10份。干燥的工艺为：干燥温度为110℃，干燥时间为5h。真空热处理的工艺为：真空度为0.05Pa，热处理温度为140℃，热处理时间为30min。对第三混合物粒料进行注塑成型具体为：使用注塑机对第三混合物粒料进行注塑成型，其中，注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为170℃，第二控温区域温度为200℃，第三控温区域温度为230℃，第四控温区域温度为260℃。注塑成型的具体工艺为：注射压力为120bar，保压压力为50bar，保压时间为15s。
实施例3
以如下方法制备碳酸钙晶须增强复合材料：提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；将PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160℃，第二控温区域温度为205℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃；对第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；对第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；对第三混合物粒料进行注塑成型。在投入投料口的原料中，以重量份计，PC颗粒占200份，PVC颗粒占100份、ABS颗粒占150份、玻璃纤维占25份、碳酸钙晶须占8份以及加工助剂占8份。干燥的工艺为：干燥温度为105℃，干燥时间为6h。真空热处理的工艺为：真空度为0.01Pa，热处理温度为130℃，热处理时间为40min。对第三混合物粒料进行注塑成型具体为：使用注塑机对第三混合物粒料进行注塑成型，其中，注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为165℃，第二控温区域温度为195℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃。注塑成型的具体工艺为：注射压力为110bar，保压压力为45bar，保压时间为13s。
实施例4
将PC颗粒、ABS颗粒以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例5
将PC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用双螺杆挤出机进行挤出造粒，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例6
双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为140℃，第二控温区域温度为190℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例7
双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为180℃，第二控温区域温度为220℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例8
双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160℃，第二控温区域温度为205℃，第三控温区域温度为210℃，第四控温区域温度为240℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例9
双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160℃，第二控温区域温度为205℃，第三控温区域温度为240℃，第四控温区域温度为265℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例10
不对第二混合物粒料进行真空热处理，直接对第二混合物粒料进行注塑成型，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例11
真空热处理的工艺为：真空度为0.03Pa，热处理温度为150℃，热处理时间为20min。其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例12
真空热处理的工艺为：真空度为0.03Pa，热处理温度为110℃，热处理时间为70min。其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例13
以重量份计，PC颗粒占200份，PVC颗粒占40份、ABS颗粒占150份、玻璃纤维占25份、碳酸钙晶须占8份以及加工助剂占8份，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例14
以重量份计，PC颗粒占200份，PVC颗粒占200份、ABS颗粒占150份、玻璃纤维占25份、碳酸钙晶须占8份以及加工助剂占8份，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例15
以重量份计，PC颗粒占200份，PVC颗粒占100份、ABS颗粒占150份、玻璃纤维占40份、碳酸钙晶须占20份以及加工助剂占8份，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例16
以重量份计，PC颗粒占200份，PVC颗粒占100份、ABS颗粒占150份、玻璃纤维占10份、碳酸钙晶须占3份以及加工助剂占8份，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例17
注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为150℃，第二控温区域温度为180℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例18
注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为180℃，第二控温区域温度为210℃，第三控温区域温度为225℃，第四控温区域温度为255℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例19
注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为165℃，第二控温区域温度为195℃，第三控温区域温度为210℃，第四控温区域温度为240℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例20
注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为165℃，第二控温区域温度为195℃，第三控温区域温度为240℃，第四控温区域温度为270℃，其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
实施例21
注塑成型的具体工艺为：注射压力为90bar，保压压力为30bar，保压时间为13s。其余条件、组分、参数、步骤与实施例3相同。
对实施例1-21进行抗拉强度、断裂韧性以及表面硬度。上述测试方式均是本领域公知的标准测试方法，为了便于比较，将测试结果按照实施例1的结果进行归一化。结果列于表1。
表1
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种碳酸钙晶须增强复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：
提供PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂；
将所述PC颗粒、PVC颗粒、ABS颗粒、玻璃纤维、碳酸钙晶须以及加工助剂投入双螺杆挤出机的投料口，并利用所述双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到第一混合物粒料；其中，所述双螺杆挤出机具备四个控温区域，第一控温区域温度为150-170℃，第二控温区域温度为200-210℃，第三控温区域温度为220-230℃，第四控温区域温度为250-260℃；
对所述第一混合物粒料进行干燥，得到第二混合物粒料；
对所述第二混合物粒料进行真空热处理，得到第三混合物粒料；
对所述第三混合物粒料进行注塑成型。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在投入所述投料口的原料中，以重量份计，所述PC颗粒占100-300份，所述PVC颗粒占50-150份、所述ABS颗粒占100-200份、所述玻璃纤维占20-30份、所述碳酸钙晶须占5-10份以及所述加工助剂占5-10份。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述干燥的工艺为：干燥温度为100-110℃，干燥时间为5-7h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述真空热处理的工艺为：真空度为0.01-0.05Pa，热处理温度为120-140℃，热处理时间为30-50min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：对所述第三混合物粒料进行注塑成型具体为：使用注塑机对所述第三混合物粒料进行注塑成型，其中，所述注塑机具备四个控温区域，第一控温区域温度为160-170℃，第二控温区域温度为190-200℃，第三控温区域温度为220-230℃，第四控温区域温度为250-260℃。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述注塑成型的具体工艺为：注射压力为100-120bar，保压压力为40-50bar，保压时间为10-15s。
7.一种碳酸钙晶须增强复合材料，其特征在于：所述复合材料是由如权利要求1-6之一所述的制备方法制备的。
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