CN109627733A - 一种高白度高韧性pc组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高白度高韧性PC组合物及其制备方法，该高白度高韧性PC组合物，按照重量配比的组分包括：PC树脂50‑85份、玻璃纤维10‑35份、增韧剂1‑10份、钛白粉2‑8份、抗氧剂0.2‑0.6份、润滑剂0.1‑0.5份。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的增强PC由于使用了特殊处理的钛白粉，特定厚度的包膜处理和硅含量使钛白粉与玻纤在挤出机中的摩擦大幅度减弱，不仅保持了钛白粉的遮盖力，也使最终材料的韧性提高。在同等钛白粉用量下本发明增强PC的白度可以达到97以上，冲击强度可达30KJ/m2，大大提高了增强PC的韧性和白度，满足了其在一些电器外壳领域的应用要求。

Description

一种高白度高韧性PC组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，具体涉及一种高白度高韧性PC组合物及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)高透光率、高韧性、高耐热，在电子电器领域的应用甚广，增强PC大大提高了材料的刚性和尺寸稳定性，适用于3C、家电领域。
玻璃纤维抗拉强度高，耐热性好，温度达300℃时对强度没有影响。有优良的电绝缘性，是优异的电绝缘材料。但是性脆，耐磨性差。制备高白度增强PC时，由于常用的白色颜料钛白粉的莫式硬度很高，在双螺杆挤出机中会与玻纤产生剧烈摩擦，一方面导致白度难以达到很高；另一方面，对PC基体韧性造成损害，玻纤剪碎，材料的冲击强度偏低，刚性达不到预期。
在玻纤增强PC体系中，对于高白度的研究比较少。在中国专利CN104559116B中，制备了白度可控的PC/ABS合金材料，未添加钛白粉时，白度可达85，少量钛白粉的使用，合金材料的白度可以有94-95。但是PC含量需要控制在一定范围内，且没有对钛白粉做处理，还是存在上述的问题，在一些领域并不完全适用。
发明内容
为解决上述提到的现有技术中存在的不足和问题，本发明提供一种高白度高韧性PC组合物，按照重量配比的组分包括：
进一步地，所述PC树脂的数均分子量在22000-30000之间，在300℃、载荷1.2kg时的熔融指数是5g/10min-20g/10min。
进一步地，所述增韧剂为聚烯烃弹性体、PE接枝MAH、POE接枝MAH、苯乙烯接枝GMA、乙烯-丙烯酸丁酯接枝GMA中的一种或两种。
进一步地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，纤维直径为5-20微米，长度为2-5毫米。
进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或两种复合。
进一步地，润滑剂为PE蜡、硅酮粉、硬脂酸盐、季戊四醇四硬脂酸酯中的至少一种。
进一步地，所述钛白粉粒径0.2-0.5um，外部包覆硅材料。
本发明还提供一种如上述的高白度高韧性PC组合物制备方法，包括以下步骤：
首先各组分PC树脂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和经过处理的钛白粉按照按照重量配比称量混合；然后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机各段的温度设定为200℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，模头250℃，螺杆转速450rpm，其中玻璃纤维在共混时由侧喂加入。
进一步地，经过处理的钛白粉，其粒径为0.2-0.5um，通过二氧化硅包覆，并通过工艺控制包膜厚度以及硅含量，具体步骤如下：
步骤一、将未表面包覆的金红石型二氧化钛溶于蒸馏水中配成浓度为600-800g/L的浆液，机械搅拌超声分散处理30分钟；
步骤二、加入0.3％的异丙醇胺和0.4％的六偏磷酸钠，并超声处理30分钟；
步骤三、加入蒸馏水稀释至150-250g/L的溶液，超声处理30分钟；
步骤四、滴加冰醋酸调整PH值至8-10，水浴锅温度为60-80℃；
步骤五、边搅拌边加入硅酸钠，使其最终溶液中硅含量在2.5-3％，搅拌1-2.5小时；
步骤六、熟化后，加入冰醋酸调节PH至中性，并将溶液进行水洗、干燥和气流粉碎，使得最终的钛白粉粒径在0.2-0.5um之间。
与现有技术相比，本发明提供的高白度高韧性PC组合物由于使用了特殊处理的钛白粉，特定厚度的包膜处理和硅含量使钛白粉与玻纤在挤出机中的摩擦大幅度减弱，不仅保持了钛白粉的遮盖力，也使最终材料的韧性提高。在同等钛白粉用量下本发明增强PC的白度可以达到97以上，冲击强度可达30KJ/m2，大大提高了增强PC的韧性和白度，满足了其在一些电器外壳领域的应用要求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、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作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。
本发明提供实施例1-4与对比例1-2。
表1：实施例与对比例按照重量配比的组成与配比
其中，优选地，所述PC树脂的数均分子量在22000-30000之间，在300℃、载荷1.2kg时的熔融指数是5g/10min-20g/10min。
优选地，所述增韧剂为聚烯烃弹性体、PE接枝MAH、POE接枝MAH、苯乙烯接枝GMA、乙烯-丙烯酸丁酯接枝GMA中的一种或两种。
优选地，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，纤维直径为5-20微米，长度为2-5毫米。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或两种复合，润滑剂为PE蜡、硅酮粉、硬脂酸盐、季戊四醇四硬脂酸酯中的至少一种。
优选地，所述钛白粉粒径0.2-0.5um，通过二氧化硅包覆。
上述实施例和对比例的制备方法包括：
首先各组分PC树脂、增韧剂、钛白粉、抗氧剂、润滑剂按照质量百分比称量混合；然后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机各段的温度设定为200℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，模头250℃，螺杆转速450rpm，其中玻璃纤维在共混时由侧喂加入。
进一步地，所述钛白粉粒径0.2-0.5um，通过二氧化硅包覆，并通过工艺控制包膜厚度以及硅含量，具体步骤如下：
步骤一、将未表面包覆的金红石型二氧化钛溶于蒸馏水中配成浓度为600-800g/L的浆液，机械搅拌超声分散处理30分钟；
步骤二、加入0.3％的异丙醇胺和0.4％的六偏磷酸钠，并超声处理30分钟；
步骤三、加入蒸馏水稀释至150-250g/L的溶液，超声处理30分钟；
步骤四、滴加冰醋酸调整PH值至8-10，水浴锅温度为60-80℃；
步骤五、边搅拌边加入硅酸钠，使其最终溶液中硅含量在2.5-3％，搅拌1-2.5小时；
步骤六、熟化后，加入冰醋酸调节PH至中性，并将溶液进行水洗、干燥和气流粉碎，使得最终的钛白粉粒径在0.2-0.5um之间。
其中，步骤五中硅含量在2.5-3％是很关键的一个环节，发明人经过无数次的实验和摸索，只有硅含量在2.5-3％才能达到本发明的目的，因对比和实验数据太多，在此不再赘述。
按照表1的比例配料，加入按已设置好温度的双螺杆挤出机中，造粒后将粒子在110℃真空干燥器中干燥4小时,将干燥好的粒料按照国标制备测试样条和色板，进行检测。
表2实施例1-4与对比例1-2的测试结果
通过表2的性能对比可知，本发明提供的高白度高韧性PC组合物由于使用了特殊处理的钛白粉，特定厚度的包膜处理和硅含量使钛白粉与玻纤在挤出机中的摩擦大幅度减弱，不仅保持了钛白粉的遮盖力，也使最终材料的韧性提高。
在同等钛白粉用量下本发明提供的高白度高韧性PC组合物白度可以达到97以上，冲击强度可达30KJ/m2，大大提高了增强PC的韧性和白度，满足了其在一些电器外壳领域的应用要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高白度高韧性PC组合物，其特征在于，按照重量配比的组分包括：
2.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述PC树脂的数均分子量在22000-30000之间，在300℃、载荷1.2kg时的熔融指数是5g/10min-20g/10min。
3.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述增韧剂为聚烯烃弹性体、PE接枝MAH、POE接枝MAH、苯乙烯接枝GMA、乙烯-丙烯酸丁酯接枝GMA中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，纤维直径为5-20微米，长度为2-5毫米。
5.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或两种复合。
6.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述润滑剂为PE蜡、硅酮粉、硬脂酸盐、季戊四醇四硬脂酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物，其特征在于，所述钛白粉粒径0.2-0.5um，外部包覆硅材料。
8.一种如权利要求1所述的高白度高韧性PC组合物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先各组分PC树脂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和经过处理的钛白粉按照按照重量配比称量混合；然后加入双螺杆挤出机中，控制挤出机各段的温度设定为200℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，模头250℃，螺杆转速450rpm，其中玻璃纤维在共混时由侧喂加入。
9.根据权利要求8所述的高白度高韧性PC组合物制备方法，其特征在于，所述经过处理的钛白粉，其粒径为0.2-0.5um，通过二氧化硅包覆，并通过工艺控制包膜厚度以及硅含量，具体步骤如下：
步骤一、将未表面包覆的金红石型二氧化钛溶于蒸馏水中配成浓度为600-800g/L的浆液，机械搅拌超声分散处理30分钟；
步骤二、加入0.3％的异丙醇胺和0.4％的六偏磷酸钠，并超声处理30分钟；
步骤三、加入蒸馏水稀释至150-250g/L的溶液，超声处理30分钟；
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步骤五、边搅拌边加入硅酸钠，使其最终溶液中硅含量在2.5-3％，搅拌1-2.5小时；
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