CN109721998A - 一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物及其制备方法，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：含硅PC树脂：81～95，玻纤：5～15，硫化锌分散液：2～6，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1，色粉：0.01～0.1，将去离子水和硫化锌按照8：2的组成，用搅拌器分散获得分散液，含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂、色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。本发明用硫化锌提高了含硅PC的透红外性能，用硫化锌的分散液加入，使得硫化锌获得优异的分散，使用含硅PC和玻纤，获得韧性和刚性的平衡，获得透红外的高刚性聚碳酸酯组合物。

Description

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物及其制备方法。

背景技术

红外透射材料因具有良好的红外透明性与较宽的透射波段，而被广发应用于红外成像与制导技术中，如：透镜、棱镜、窗口、滤光片等材料。塑料是一种无定形态高分子聚合物，一些塑料在红外或远红外波段有良好的透过率，因而可以用来制备红外窗口、透镜等。目前塑料

聚碳酸酯以其独特的高透光率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在光学领域占有极其重要的位置，已广泛地用于红外报警、红外监控及传感等民用或警用领域。但随着薄壁化的要求，对材料的刚性和韧性要求提高，开发高刚性高韧性的透红外PC的需求有很大的应用前景。含硅PC由于引入了聚二甲基硅氧烷，其韧性比普通PC优异。

硫化锌是一种非常好的红外光学材料，可以提高聚碳酸酯的透红外性能。但是硫化锌在聚碳酸酯熔体的分散困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：

含硅PC树脂：81～95，

玻纤：5～15，

硫化锌分散液：2～6，

抗氧剂：0.1～1，

润滑剂：0.1～1，

色粉0.01～0.1。

所述含硅PC树脂为二甲基硅氧烷和聚碳酸酯的嵌段共聚物。

所述含硅PC树脂的重均分子量为22000-41000，硅重量百分比是5％。

所述硫化锌分散液由以下重量份含量的组分制成：去离子水：80份，硫化锌：20份。

所述玻纤为直径10um的无碱玻纤。

所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或几种。

所述润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

所述色粉为黄粉、红粉或蓝粉中的任意1种或至少2种的组合。

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，采用以下步骤：

(1)将去离子水和硫化锌按照8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，获得硫化锌分散液，二氧化钒在高分子熔体中由于粘度太高难以分散，在低粘度液体里例如水，通过控制时间和分散速度，能够达到均匀的预分散，在高分子溶体里加入预分散液，就能获得好的分散；

(2)含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂和色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。

步骤(2)中挤出温度为260-280℃，转速为450-550rpm，压力为1.8-2.2MPa。

与现有技术相比，本发明利用硫化锌提高了含硅PC的透红外性能，用硫化锌的分散液加入，使得硫化锌获得优异的分散，含硅PC具有优异的韧性，玻纤能够提高刚性，但是导致材料韧性下降，使用含硅PC树脂和玻纤，获得韧性和刚性的平衡，获得透红外的高刚性聚碳酸酯组合物。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：含硅PC树脂：81～95，玻纤：5～15，硫化锌分散液：2～6，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1，色粉0.01～0.1。

上述原料组成中，采用的含硅PC树脂为二甲基硅氧烷和聚碳酸酯的嵌段共聚物，重均分子量为22000-41000，硅重量百分比是5％硫化锌分散液由去离子水和硫化锌按重量比为8:2混合分散得到。玻纤为直径10um的无碱玻纤。抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或几种。润滑剂为包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。色粉为黄粉、红粉或蓝粉中的任意1种或至少2种的组合。

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，采用以下步骤：

(1)将去离子水和硫化锌按照8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，获得硫化锌分散液；

(2)含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂和色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，挤出温度为260-280℃，转速为450-550rpm，压力为1.8-2.2MPa，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。

以下是更加详细的实施案例，通过以下实施案例进一步说明本发明的技术方案以及所能够获得的技术效果。

以下实施例及对比例中选用的含硅PC用日本出光的的RC1760；PC用日本帝人公司的PC-1125，硫化锌购自国药公司，氧化剂为Basf公司的Irganox1076和Irganox 168，其重量比为1：1，玻纤用的是欧文斯康宁公司的272-10P，色粉是蓝粉和红粉，其重量比为1:2润滑剂可以采用硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种。

对比例1

一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)按重量份称取各组分：PC树脂：95份，抗氧剂：0.1～1份，玻纤：5份；色粉：0.01；

(2)将除玻纤所有原料加入混合搅拌机中进行混合从喂料口喂入，玻纤从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

对比例2

一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法，该方法包括以下步骤：

((1)按重量份称取各组分：含硅PC树脂：81份，抗氧剂：0.1～1份，玻纤：15份，硫化锌：2份，润滑剂：0.1～1，色粉：0.1

(2)将除玻纤所有原料加入混合搅拌机中进行混合从喂料口喂入，玻纤从侧喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。

实施例1

一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法，该方法包括以下步骤：

((1)按重量份称取各组分：含硅PC树脂：81份，玻纤：15份，硫化锌分散液：6份，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1，色粉0.05；

(2)将去离子水和硫化锌按照质量分数8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，制成硫化锌分散液(2)PC树脂、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到所述透红外的高刚性聚碳酸酯。

实施例2

一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法，该方法包括以下步骤：

((1)按重量份称取各组分：含硅PC树脂：90份，玻纤：8份，硫化锌分散液：2份，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1，色粉0.05；

(2)将去离子水和硫化锌按照质量分数8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，制成硫化锌分散液(2)PC树脂、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到所述透红外的高刚性聚碳酸酯。

实施例3

一种透红外的高刚性聚碳酸酯及其制备方法，该方法包括以下步骤：

((1)按重量份称取各组分：含硅PC树脂：86份，玻纤：10份，硫化锌分散液：4份，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1，色粉0.05；

(2)将去离子水和硫化锌按照质量分数8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，制成硫化锌分散液(2)PC树脂、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到所述透红外的高刚性聚碳酸酯。

实施例4

各对比例及实施例测试结果如表1所示。弯曲模量按照ASTM D790进行；无缺口冲击强度按照ASTM D256标准进行测试，样条厚度为1/8”，缺口冲击强度按照ASTM D256标准测试，样条厚度1/8”。注塑成100mm*100mm*1mm的高光板，测试980nm下的红外透光率。

表1

由表1可知，实施例2高的弯曲强度，冲击强度高，红外透过率高。利用硫化锌提高了含硅PC的透红外性能，用硫化锌的分散液加入，使得硫化锌获得优异的分散，使用含硅PC和玻纤，获得韧性和刚性的平衡，获得透红外的高刚性聚碳酸酯组合物。

实施例5

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：含硅PC树脂：81，玻纤：15，硫化锌分散液：2，抗氧剂：0.1，润滑剂：0.1，色粉：0.01。

上述原料组成中，采用的含硅PC树脂为二甲基硅氧烷和聚碳酸酯的嵌段共聚物，重均分子量为22000，硅含量是5wt％，硫化锌分散液由去离子水和硫化锌按重量比为8:2混合分散得到。玻纤为直径10um的无碱玻纤，抗氧剂采用市售的抗氧剂245，润滑剂为硅酮粉，色粉根据实际需要选择，本实施例中采用的是黄粉。

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，采用以下步骤：

(1)将去离子水和硫化锌按照8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，获得硫化锌分散液；

(2)含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂和色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，挤出温度为260℃，转速为450rpm，压力为1.8MPa，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。

实施例6

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：含硅PC树脂：95，玻纤：5，硫化锌分散液：6，抗氧剂：1，润滑剂：1，色粉：0.1。

上述原料组成中，采用的含硅PC树脂为二甲基硅氧烷和聚碳酸酯的嵌段共聚物，重均分子量为41000，硅含量是5wt％，硫化锌分散液由去离子水和硫化锌按重量比为8:2混合分散得到。玻纤为直径10um的无碱玻纤。抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的混合物。润滑剂为季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺的混合物。色粉为红粉和蓝粉的组合。

一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，采用以下步骤：

(1)将去离子水和硫化锌按照8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，获得硫化锌分散液；

(2)含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂和色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，挤出温度为280℃，转速为550rpm，压力为2.2MPa，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：

含硅PC树脂：81～95，

玻纤：5～15，

硫化锌分散液：2～6，

抗氧剂：0.1～1，

润滑剂：0.1～1，

色粉：0.01～0.1。

2.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述含硅PC树脂为二甲基硅氧烷和聚碳酸酯的嵌段共聚物。

3.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述含硅PC树脂的重均分子量为22000-41000，硅的重量百分比是5％。

4.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述硫化锌分散液由以下重量份含量的组分制成：去离子水：80份，硫化锌：20份。

5.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述玻纤为直径10um的无碱玻纤。

6.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1076或抗氧剂168中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述色粉为黄粉、红粉或蓝粉中的任意1种或至少2种的组合。

9.如权利要求1所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)将去离子水和硫化锌按照8:2的组成，用搅拌器分散，速度为200rpm,分散时间为5min，获得硫化锌分散液；

(2)含硅PC树脂、抗氧剂、润滑剂和色粉加入混合搅拌机中进行混合，从挤出机的主喂料口喂入，硫化锌分散液从挤出机的侧喂料口用液体泵喂入，玻纤从侧喂口喂入，进行共混造粒，得到透红外的高刚性碳酸酯组合物。

10.根据权利要求9所述的一种透红外的高刚性聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中挤出温度为260-280℃，转速为450-550rpm，压力为1.8-2.2MPa。