CN111410835A - 一种高硬度抗划伤pc改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度抗划伤PC改性材料及其制备方法,涉及高分子材料改性和加工技术领域。本发明高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂50‑80份、玻璃纤维5‑10份、碳纤维5‑10份、金属粉5‑10份、交联剂1‑5份、抗氧化剂1‑2份以及催化剂0.1‑0.3份,所述PC树脂为重均分子量在20,000‑25,000g/mol、1‑1.2g/cm3、玻璃化温度在130‑150℃的非光气法双酚A型PC树脂,所述交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。本发明通过重均分子量在20,000‑25,000g/mol、1‑1.2g/cm3、玻璃化温度在130‑150℃的非光气法双酚A型PC树脂配合纳米级二氧化硅玻璃的玻璃纤维和长径比在400‑600的碳纤维为以及粒径为100‑200nm的金属粉,能显著的提高材料的硬度和抗划伤性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料改性和加工技术领域,具体为一种高硬度抗划伤PC改性材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯也称PC树脂,性能优异,具有韧和刚的机械特性,其突出特点是抗冲击性和抗蠕变性高,尺寸稳定性好,同时具有良好的耐寒性,其无缺口冲击强度高在工程塑料中居首位,玻璃化转变温度高,可在120-130℃的范围内连续使用,电绝缘性和尺寸稳定性良好。
但是现有技术在实际使用时,硬度不够大,产品在使用过程中容易在表面留下划痕,影响美观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度抗划伤PC改性材料及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:所述高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂50-80份、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、金属粉5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份。
优选的,所述PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
优选的,所述交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
优选的,所述玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,所述碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,所述金属粉的粒径为100-200nm。
优选的,所述抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
优选的,所述催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
本发明还提出的一种根据权利要求1-6任一项所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂50-80份和金属粉5-10份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
优选的,所述双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过1010和168中的一种或其混合物作为抗氧化剂使用,两种抗氧剂均为环保抗氧剂,可以延缓或抑制材料氧化过程的进行,从而阻止材料的老化并延长其使用寿命,通过重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂配合纳米级二氧化硅玻璃的玻璃纤维和长径比在400-600的碳纤维为以及粒径为100-200nm的金属粉,能显著的提高材料的硬度和抗划伤性能;
2、本发明同时还通过为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物的催化剂可以通过改变PC树脂的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化,达到缩短成型周期、提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性和抗蠕变性。
具体实施方式
下面通过本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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做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。
本发明提供一种技术方案:
实施例一:
高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂50-80份、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、金属粉5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份。
PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,金属粉的粒径为100-200nm。
抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂50-80份和金属粉5-10份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
按实施例一中记载方法制得高硬度抗划伤PC改性材料的测试结果如表一。
实施例二:
高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂50份、玻璃纤维5份、碳纤维5份、金属粉5份、交联剂1-5份、抗氧化剂1份以及催化剂0.1份。
PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,金属粉的粒径为100-200nm。
抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂50份和金属粉5份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维5份、碳纤维5份、交联剂1-5份、抗氧化剂1份以及催化剂0.1份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
按实施例二中记载方法制得高硬度抗划伤PC改性材料的测试结果如表一。
实施例三:
高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂80份、玻璃纤维10份、碳纤维10份、金属粉10份、交联剂5份、抗氧化剂2份以及催化剂0.3份。
PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,金属粉的粒径为100-200nm。
抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂80份和金属粉10份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维10份、碳纤维10份、交联剂5份、抗氧化剂2份以及催化剂0.3份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
按实施例三中记载方法制得高硬度抗划伤PC改性材料的测试结果如表一。
实施例四:
高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂75份、玻璃纤维7.5份、碳纤维7.5份、金属粉7.5份、交联剂3份、抗氧化剂1.5份以及催化剂0.2份。
PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,金属粉的粒径为100-200nm。
抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂75份和金属粉7.5份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维7.5份、碳纤维7.5份、交联剂3份、抗氧化剂1.5份以及催化剂0.2份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
按实施例四中记载方法制得高硬度抗划伤PC改性材料的测试结果如表一。
表一:
实验结论:通过表1可以看出,经本发明所记载的技术方案所制得的高硬度抗划伤PC改性材料具有高硬度和抗划伤性能,同时制品的透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性和抗蠕变性均得到提高。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述高硬度抗划伤PC改性材料由以下重量份的原料制成:PC树脂50-80份、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、金属粉5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述PC树脂为重均分子量在20,000-25,000g/mol、1-1.2g/cm3、玻璃化温度在130-150℃的非光气法双酚A型PC树脂。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述交联剂为正硅酸丙酯和正硅酸乙酯中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述玻璃纤维为纳米级二氧化硅玻璃,所述碳纤维为长径比在400-600的碳纤维,所述金属粉的粒径为100-200nm。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述抗氧化剂为1010和168中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料,其特征在于:所述催化剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷中任意一种或其混合物。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1将PC树脂于140-150℃温度下鼓风干燥4-5h,备用;
S2按重量配取称取烘烤后的PC树脂50-80份和金属粉5-10份,并放入高速混合机中共混10-20min,得到混合物;
S3将S2步骤中的混合物、玻璃纤维5-10份、碳纤维5-10份、交联剂1-5份、抗氧化剂1-2份以及催化剂0.1-0.3份均加入双螺杆挤出机中经熔融挤出、造粒;
S4将S3步骤中的粒子在110-130℃温度的干燥箱内烘烤3-4h,且最后干燥箱内温度在10-15min降低至室温,制得高硬度抗划伤PC改性材料。
8.根据权利要求7所述的一种高硬度抗划伤PC改性材料的制备方法,其特征在于:所述双螺杆挤出机各区温度为:一区200-210℃,二区230-240℃,三区至五区260-290℃,六区和模头温度230-240℃,螺杆转速控制在280-350r/min,压力12-18MPa,停留时间4-5min。
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CN112140453A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-29 | 惠州市宝艺工艺制品有限公司 | 高强度复合塑胶制品的成型方法 |
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