CN108559243A - 一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，公开了一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用，该高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料包含：二氧化碳基聚碳酸酯75～98份；光扩散剂1～2份；阻燃剂0.5～2份；润滑剂1～4份；光稳定剂0.1～0.8份；增韧剂1～5份。本发明所述高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料具有高透光性，其透光率可达到90％以上，并且具有一定的韧性，能够满足户外照明、车用照明的使用要求，工艺成熟简单，有利于推广应用。

Description

一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料及其制备方法 和应用
技术领域
本发明属于高分子复合材料技术领域，更具体地，涉及一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
二氧化碳是一种资源丰富、廉价、无毒的化合物，因此它是化学合成最基本的碳源和最理想的原材料之一。二氧化碳的固定是一个变废为宝、节能减排、经济可行的“绿色化学”过程，而生产全生物降解二氧化碳基聚碳酸酯是一种大规模回收利用二氧化碳的有效方式。由二氧化碳与环氧化物共聚合得到的二氧化碳基聚碳酸酯，具有生物降解、环境友好和生物相容等特性。二氧化碳基聚碳酸酯可作为环保型的阻隔材料、发泡剂、黏合剂、压敏胶，以及与天然纤维或无机填料等复合材料。二氧化碳基聚碳酸酯具有高透明性、强度高和阻燃性，可作为照明灯具外罩材料。然而，未经改性的二氧化碳基聚碳酸酯材料具有一定脆性，加工难度高等缺点。本发明基于此，提供一种能够满足户外照明、车用照明的使用要求，容易加工成型的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料。该复合材料具有高透光率，透光率达到90％以上，并且具有一定的韧性。
本发明的另一目的在于提供上述高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，该高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料包含：二氧化碳基聚碳酸酯75～98份；光扩散剂1～2份；阻燃剂0.5～2份；润滑剂1～4份；光稳定剂0.1～0.8份；增韧剂1～5份。
优选地，所述的光扩散剂为丙烯酸树脂、二氧化硅、硫酸钡或有机硅光扩散剂JCP-592中的一种以上。
优选地，所述的阻燃剂为磷酸烷基酯、五溴乙基苯、四溴双酚A、羟基铝、氢氧化镁、硼酸盐或三聚氰胺中的一种以上。
优选地，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸盐或硅油中的一种以上。
优选地，所述的光稳定剂为邻羟基二苯甲酮、苯并三唑或水杨酸酯中的一种以上。
优选地，所述的增韧剂为聚酯二醇或/和聚醚二醇。
上述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
S1.将二氧化碳基聚碳酸酯、光扩散剂、阻燃剂、润滑剂、光稳定剂和增韧剂高速搅拌，进行初步混合，得到混合料；
S2.将混合料加入双螺杆挤出机中，在200～235℃的温度范围内设置反应段温度，模头温度为220℃，得到共混物；
S3.将步骤S2所得共混物经双螺杆挤出后经过水冷、切粒，干燥后，得到高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料。
优选地，步骤S1中所述的高速的速率为20000～30000r/min，所述的搅拌的时间为3～8分钟。
优选地，步骤S3中所述的干燥的温度为80～100℃，所述的干燥的时间为8～12h。
所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料在照明领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料具有高透光率，透光率达到90％以上，并且具有一定的韧性。
2.本发明的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料能够满足户外照明、车用照明的使用要求，而且节能环保、容易加工成型。
3.本发明的工艺成熟简单，有利于推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
在实施例中使用的有机硅光扩散剂为深圳晶材化工有限公司的JCP-592。
实施例1
称取95kg二氧化碳基聚碳酸酯、1kg有机硅光扩散剂JCP-592、0.5kg阻燃剂(三聚氰胺)、2kg润滑剂(1kg硬脂酸盐和1kg硅油)、0.5kg光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)和2kg增韧剂(1kg聚酯二醇和1kg聚醚二醇)。
将上述二氧化碳基聚碳酸酯、有机硅光扩散剂JCP-592、三聚氰胺、硬脂酸盐、硅油、邻羟基二苯甲酮、聚酯二醇和1聚醚二醇放入高速搅拌器中以速率为20000r/min搅拌8分钟，进行初步混合。然后将混合料加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各个反应段的温度设置为200℃、210℃、220℃、230℃、235℃、230℃、225℃、220℃、220℃、210℃，模头温度为220℃。共混物经双螺杆挤出后经过水冷、切粒，在100℃烘箱中干燥8小时后，得到二氧化碳基聚碳酸酯复合材料。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1份；阻燃剂(三聚氰胺)0.5份；润滑剂(1份硬脂酸盐和1份硅油)2份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.5份；增韧剂(1份聚酯二醇和1份聚醚二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为94％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例2
按照和实施例1相同的方法制备的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：1kg光扩散剂(0.6kg有机硅光扩散剂JCP-592和0.4kg丙烯酸树脂)；0.5kg阻燃剂(0.25kg三聚氰胺和0.25kg磷酸烷基酯)；2kg润滑剂为硅油；0.5kg光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)；2kg增韧剂(聚酯二醇)。高速搅拌器中以速率为30000r/min搅拌3分钟，进行初步混合；所述的干燥的温度为80℃，所述的干燥的时间为12h。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(0.6份有机硅光扩散剂JCP-592和0.4份丙烯酸树脂)1份；阻燃剂(0.25份三聚氰胺和0.25份磷酸烷基酯)0.5份；润滑剂(硅油)2份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.5份；增韧剂(聚酯二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为92％，具有较高的透光率。
实施例3
按照和实施例1相同的方法制备的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：0.5kg阻燃剂为(0.25kg三聚氰胺和0.25kg磷酸烷基酯)；2kg润滑剂为硅油；0.5kg光稳定剂为(0.25kg邻羟基二苯甲酮和0.25kg水杨酸酯)；2kg增韧剂为聚酯二醇。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1份；阻燃剂(0.25份三聚氰胺和0.25份磷酸烷基酯)0.5份；润滑剂(硅油)2份；光稳定剂(0.25份邻羟基二苯甲酮和0.25份水杨酸酯)0.5份；增韧剂(聚酯二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为90％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例4
按照和实施例1相同的方法制备高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：1kg光扩散剂为(0.5kg有机硅光扩散剂和0.5kg丙烯酸树脂)。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(0.5份有机硅光扩散剂JCP-592和0.5份丙烯酸树脂)1份；阻燃剂(三聚氰胺)0.5份；润滑剂(1份硬脂酸盐和1份硅油)2份；光稳定剂(苯并三唑)0.5份；增韧剂(1份聚酯二醇和1份聚醚二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为91％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例5
按照和实施例1相同的方法制备的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：0.5kg阻燃剂为(0.25kg三聚氰胺和0.25kg磷酸烷基酯)。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1份；阻燃剂(0.25份三聚氰胺和0.25份磷酸烷基酯)0.5份；润滑剂(1份硬脂酸盐和1份硅油)2份；光稳定剂(水杨酸酯)0.5份；增韧剂(1份聚酯二醇和1份聚醚二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为93％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例6
按照和实施例1相同的方法制备的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：2kg润滑剂为(1kg季戊四醇硬脂酸酯和1kg硅油)。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1份；阻燃剂(五溴乙基苯)0.5份；润滑剂(1份季戊四醇硬脂酸酯和1份硅油)2份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.5份；增韧剂(1份聚酯二醇和1份聚醚二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为92％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例7
按照和实施例1相同的方法制备的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，不同之处在于：2kg增韧剂为聚醚二醇。
上述二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1份；阻燃剂(四溴双酚A)0.5份；润滑剂(1份硬脂酸盐和1份硅油)2份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.5份；增韧剂(聚醚二醇)2份。
该复合材料适合于挤出、压延、注塑等加工方式，且在设定温度下的加工过程无分解现象。经雾度计测试，该材料的透光率为91％，说明该复合材料具有较高的透光率。
实施例8
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯98份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)2份；阻燃剂(羟基铝)2份；润滑剂(1份硬脂酸盐和3份硅油)4份；光稳定剂(苯并三唑)0.1份；增韧剂(1份聚酯二醇和3份聚醚二醇)4份。
实施例9
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯75份；光扩散剂(0.6份有机硅光扩散剂JCP-592和0.4份丙烯酸树脂)1份；阻燃剂(0.25份三聚氰胺和0.25份磷酸烷基酯)0.5份；润滑剂(硅油12份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.8份；增韧剂(聚酯二醇)5份。
实施例10
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯90份；光扩散剂(有机硅光扩散剂JCP-592)1.5份；阻燃剂(0.5份三聚氰胺和1.5份磷酸烷基酯)2份；润滑剂(硅油)3份；光稳定剂(0.3份邻羟基二苯甲酮和0.1份水杨酸酯)0.4份；增韧剂(聚酯二醇)3份。
实施例11
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯80份；光扩散剂(0.5份二氧化硅和1.5份丙烯酸树脂)2份；阻燃剂(三聚氰胺)1份；润滑剂(1份硬脂酸盐和2份硅油)3份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.6份；增韧剂(1份聚酯二醇和3份聚醚二醇)4份。
实施例12
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯85份；光扩散剂(硫酸钡)1.5份；阻燃剂(硼酸钠)1.5份；润滑剂(1份季戊四醇硬脂酸酯和2份硅油)3份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.6份；增韧剂(1份聚酯二醇和4份聚醚二醇)5份。
实施例13
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯95份；光扩散剂(1份硫酸钡和1份二氧化硅)2份；阻燃剂(三聚氰胺)2份；润滑剂(1份硬脂酸盐和2份硅油)3份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.8份；增韧剂(聚醚二醇)1份。
实施例14
一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，包含二氧化碳基聚碳酸酯90份；光扩散剂(0.5份硫酸钡和1份丙烯酸树脂)1.5份；阻燃剂(0.5份三聚氰胺和1.5份氢氧化镁)1.5份；润滑剂(1份硬脂酸盐和1份硅油)2份；光稳定剂(邻羟基二苯甲酮)0.3份；增韧剂(1份聚酯二醇和2份聚醚二醇)3份。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，该高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料包含：二氧化碳基聚碳酸酯75～98份；光扩散剂1～2份；阻燃剂0.5～2份；润滑剂1～4份；光稳定剂0.1～0.8份；增韧剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的光扩散剂为丙烯酸树脂、二氧化硅、硫酸钡或有机硅光扩散剂JCP-592中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为磷酸烷基酯、五溴乙基苯、四溴双酚A、羟基铝、氢氧化镁、硼酸钠或三聚氰胺中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸盐或硅油中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的光稳定剂为邻羟基二苯甲酮、苯并三唑或水杨酸酯中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为聚酯二醇或/和聚醚二醇。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.将二氧化碳基聚碳酸酯、光扩散剂、阻燃剂、润滑剂、光稳定剂和增韧剂高速搅拌，进行初步混合，得到混合料；
S2.将混合料加入双螺杆挤出机中，在200～235℃的温度范围内设置反应段温度，模头温度为220℃，得到共混物；
S3.将步骤S2所得共混物经双螺杆挤出后经过水冷、切粒，干燥后，得到高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料。
8.根据权利要求7所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的高速的速率为20000～30000r/min，所述的搅拌的时间为3～8分钟。
9.根据权利要求7所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述的干燥的温度为80～100℃，所述的干燥的时间为8～12h。
10.权利要求1-6任一项所述的高透光率的二氧化碳基聚碳酸酯复合材料在照明领域中的应用。
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