CN110684334A - 一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强pc复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强pc复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料及其制备方法，表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料由以下重量百分比的原料制成：聚碳酸酯50～73％；玻纤20～40％；增韧剂2～5％；浮纤、耐溶剂改善剂2～5％；浮纤、耐溶剂改善剂协效剂0.01～0.1％；润滑剂0.1～1％；抗氧化剂0.1～1％。本发明提供的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料通过在原料中均加入了浮纤、耐溶剂改善剂以及浮纤、耐溶剂改善剂协效剂，不仅具有良好的弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，且表面浮纤效果改善明显，几乎看不到表面有玻璃纤维，手感光滑，耐溶剂性能优异。

Description

一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯材料技术领域领域，特别涉及一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料及其制备方法。
背景技术
PC(聚碳酸酯)是一种用途广泛的工程塑料，综合性能优异，性价比高。实际应用中，通常会对聚碳酸酯进行各种改性，以满足材料在不同领域不同场合的使用要求。如增韧聚碳酸酯应用于手机、平板电脑的前、后壳，防火聚碳酸酯应用于手机充电器、移动电源等，增韧增强聚碳酸酯应用于手机、平板电脑的中框等。
玻纤增强聚碳酸酯材料具有高强度的优点，在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定性。但是，现有的玻纤增强聚碳酸酯材料容易出现“浮纤”现象，且耐溶剂性差。很难满足高端手机对材料的耐溶剂性能和外观要求。因此，有必要提出一种新的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，在保证具有良好的力学性能、尺寸稳定性等前提下，降低“浮纤”现象，提高耐溶剂性。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中玻纤增强聚碳酸酯材料容易出现“浮纤”且耐溶剂性较差的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，由以下重量百分比的原料制成：
Figure BDA0002256361250000021
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述聚碳酸酯的熔融指数3～30g/10min。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述玻纤为无碱玻纤和异形玻纤中的一种或两种。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚乙烯辛烯共弹性体接枝马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-有机硅共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物中的一种或至少两种。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的中的一种或其中两种的混合物。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为季戊四醇二亚磷酸酯、单十二烷基磷酸酯、双十二烷基磷酸酯、十八烷基亚磷酸酯、无水磷酸二氢钠中的一种。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯类、乙烯蜡或硅油中的一种或至少两种的混合物。
进一步地，所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料中，所述抗氧化剂是抗氧化剂1076、抗氧化剂168、抗氧化剂412S、抗氧化剂PEPQ中的一种或至少两种的混合物。
相应地，本发明提供一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取原料；
(2)将聚碳酸酯、增韧剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂协效剂、润滑剂和抗氧化剂投入高速混合机中进行混合3～10min，得到混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物从双螺杆挤出机主喂料中加入，经熔融共混挤出和冷却造粒得到所述表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料。
根据权利要求9所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的挤出温度为220～270℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为220-450r/min；双螺杆挤出机的冷却水温度为25～50℃，双螺杆挤出机的真空泵压力控制在-0.06MPa以上。
有益效果：本发明提供了一种玻纤增强聚碳酸酯材料，相比现有技术，通过在原料中均加入了浮纤、耐溶剂改善剂以及浮纤、耐溶剂改善剂协效剂，不仅具有良好的弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，表面浮纤效果改善明显，几乎看不到表面有玻璃纤维，手感光滑；且耐溶剂性能优异，在弯曲样条施加应力情况下浸泡冰醋酸23分钟及以上才出现开裂。
具体实施方式
本发明提供一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，由以下重量百分比的原料制成：
Figure BDA0002256361250000041
优选地，所述聚碳酸酯的熔融指数3～30g/10min。
优选地，所述玻纤为普通无碱玻纤和异形玻纤中的一种或两种；所述的异形玻纤为扁平或蛹形的短玻璃纤维。
优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚乙烯辛烯共弹性体接枝马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-有机硅共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物中的一种或至少两种。
优选地，所述浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的中的一种或其中两种的混合物。
优选地，所述浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为季戊四醇二亚磷酸酯、单十二烷基磷酸酯、双十二烷基磷酸酯、十八烷基亚磷酸酯、无水磷酸二氢钠中的一种。
优选地，所述润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯类、乙烯蜡或硅油中的一种或至少两种的混合物。
优选地，所述抗氧化剂是抗氧化剂1076、抗氧化剂168、抗氧化剂412S、抗氧化剂PEPQ中的一种或至少两种的混合物。
本发明相应地提供所述表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取原料；
(2)将聚碳酸酯、增韧剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂协效剂、润滑剂和抗氧化剂投入高速混合机中进行混合3～10min，得到混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物从双螺杆挤出机主喂料中加入，经熔融共混挤出和冷却造粒得到所述表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料。
具体地，双螺杆挤出机的挤出温度为220～270℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为220-450r/min；双螺杆挤出机的冷却水温度为25～50℃，双螺杆挤出机的真空泵压力控制在-0.06MPa以上。
为了便于理解，以下举实施例作进一步说明。
实施例1
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯72％；玻纤21％；增韧剂4.27％；浮纤、耐溶剂改善剂2％；浮纤、耐溶剂改善剂协效剂0.03％；润滑剂0.3％；抗氧化剂0.4％；
玻纤为异形玻纤，增韧剂为聚乙烯辛烯共弹性体接枝马来酸酐，浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯，浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为单十二烷基磷酸酯，润滑剂为乙烯蜡，抗氧化剂为抗氧化剂1076、抗氧化剂168和抗氧化剂412S；
实施例2
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯72％；玻纤20％；增韧剂2.17％；浮纤、耐溶剂改善剂5％；浮纤、耐溶剂改善剂协效剂0.03％；润滑剂0.3％；抗氧化剂0.5％；
玻纤为无碱玻纤和异形玻纤，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-有机硅共聚物，浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯，浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为双十二烷基磷酸酯，润滑剂为硅油，抗氧化剂为抗氧化剂1076、抗氧化剂168和抗氧化剂412S；
实施例3
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯50％；玻纤40％；增韧剂5％；浮纤、耐溶剂改善剂4.79％；浮纤、耐溶剂改善剂协效剂0.01％；润滑剂0.1％；抗氧化剂0.1％；
玻纤为无碱玻纤，增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚物，浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯，浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为十八烷基亚磷酸酯，润滑剂为乙烯蜡和硅油，抗氧化剂为抗氧化剂PEPQ；
实施例4
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯73％；玻纤20％；增韧剂2％；浮纤、耐溶剂改善剂2.9％；浮纤、耐溶剂改善剂协效剂0.1％；润滑剂1％；抗氧化剂％；
玻纤为无碱玻纤，增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物，浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯，浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为无水磷酸二氢钠，润滑剂为乙烯蜡，抗氧化为剂412S；
此外，还进行了两组对比实施例。
对比实施例1：
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯72％；玻纤23.2％；增韧剂4％；润滑剂0.3％；抗氧化剂0.5％；
玻纤为无碱玻纤，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类，抗氧化剂为抗氧化剂1076、抗氧化剂168和抗氧化剂412S。
对比实施例2
按重量百分比称取原料；其中，聚碳酸酯72％；玻纤202％；增韧剂4％；浮纤、耐溶剂改善剂3％；润滑剂0.3％；抗氧化剂0.5％；
玻纤为无碱玻纤，增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯类，抗氧化剂为抗氧化剂1076、抗氧化剂168和抗氧化剂412S。
将实施例1至实施例5以及对比实施例1和对比实施例2的原料分别进一步处理：
将投入高速混合机中进行混合3～10min，得到混合物；
将所得的混合物从双螺杆挤出机主喂料中加入，经熔融共混挤出和冷却造粒得到表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料；其中，双螺杆挤出机的挤出温度为260℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为380r/min；双螺杆挤出机的冷却水温度为40℃，双螺杆挤出机的真空泵压力控制在-0.06MPa以上。
将实施例1至实施例5以及对比实施例所得的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料进一步进行检测对比。
将上述制备的样料经注塑机按同一注塑工艺，注塑得到ASTM标准样条。将注塑制得的性能测试样条按ASTM标准进行性能测试，将注塑制得的标准色板通过目视和手触摸感觉评估表面浮纤效果，将注塑制得的标准弯曲样条经过自制的夹具对样条施加应力浸泡在冰醋酸中进行耐溶剂性能测试。
Figure BDA0002256361250000071
Figure BDA0002256361250000081
通过上述检测结果可知，对比样1没有加入浮纤、耐溶剂改善剂以及浮纤、耐溶剂改善剂协效剂，其表面浮纤严重，目视容易看到表面的玻璃纤维，并且用手触摸感到划手和粗糙；在泡冰醋酸实验中5min已开裂，耐溶剂性能较差。对比样2在加入浮纤、耐溶剂改善剂，不加浮纤、耐溶剂改善剂协效剂的情况下，表面浮纤已有改善，耐溶剂性能也显著提高，但熔指升高，其他性能与实施例1-4相比仍有差距，性能不稳定。相比之下，实施例1-4在原料中均加入了浮纤、耐溶剂改善剂以及浮纤、耐溶剂改善剂协效剂，不仅具有良好的弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，表面浮纤效果改善明显，几乎看不到表面有玻璃纤维，手感光滑；且耐溶剂性能优异，在弯曲样条施加应力情况下浸泡冰醋酸23分钟及以上才出现开裂。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：
2.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数3～30g/10min。
3.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述玻纤为无碱玻纤和异形玻纤中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚乙烯辛烯共弹性体接枝马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-有机硅共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯二元共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯二元共聚物中的一种或至少两种。
5.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述浮纤、耐溶剂改善剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的中的一种或其中两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述浮纤、耐溶剂改善剂协效剂为季戊四醇二亚磷酸酯、单十二烷基磷酸酯、双十二烷基磷酸酯、十八烷基亚磷酸酯、无水磷酸二氢钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯类、乙烯蜡或硅油中的一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂是抗氧化剂1076、抗氧化剂168、抗氧化剂412S、抗氧化剂PEPQ中的一种或至少两种的混合物。
9.一种表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量百分比称取原料；
(2)将聚碳酸酯、增韧剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂、浮纤改善剂和耐溶剂改善剂协效剂、润滑剂和抗氧化剂投入高速混合机中进行混合3～10min，得到混合物；
(3)将步骤(2)所得的混合物从双螺杆挤出机主喂料中加入，经熔融共混挤出和冷却造粒得到所述表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料。
10.根据权利要求9所述的表面浮纤优良耐溶剂优良的玻纤增强PC复合材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的挤出温度为220～270℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为220-450r/min；双螺杆挤出机的冷却水温度为25～50℃，双螺杆挤出机的真空泵压力控制在-0.06MPa以上。
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