CN113943458A - 一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种增容耐老化聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法，包括：聚碳酸酯；聚丙烯；季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子；任选地，加工助剂。本发明的合金材料不仅具有优异的耐老化性能，也能起到较好的增容作用并不降低强度，同时可以提高阻燃性能。

Description

一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，涉及一种增容耐老化聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯是一种各方面性能都较为突出的热塑性工程塑料，它具有良好的力学性能、热性能、透明性以及阻燃性能，其机械强度高、耐冲击韧性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性好，因此被许多行业所青睐。但聚碳酸酯加工黏度大，一般的聚碳酸酯制品存在着对缺口敏感，易发生应力开裂等缺陷。
聚丙烯是一种通用塑料，具有较好的耐磨性、耐反复折叠性和化学稳定性。但在-5℃以下冲击性能急剧下降，在低温下易脆断，成型收缩率大，耐磨性不足，热变形温度不高，耐候性差等。
采用聚丙烯与聚碳酸酯共混，可以改善聚碳酸酯对缺口的敏感性和耐应力开裂性能，提高聚碳酸酯的拉伸强度和断裂伸长率，并能降低共混物的熔体黏度，改善成型加工性能，同时降低生产成本。但聚碳酸酯和聚丙烯分子结构、极性和溶度参数相差很大，两者的相容性很差。聚丙烯属非极性半结晶聚合物，聚碳酸酯属极性非结晶聚合物，两者不能形成热力学相容的均相体系，增容成为这一途径的关键。
中国发明专利CN 106751656 A、CN 111218061 A、CN 111040412 A和CN111218061 A采用单纯添加聚丙烯接枝物或多组分共聚物结构的相容剂的方式来提高聚碳酸酯/聚丙烯共混合金的相容性，但大量相容剂的加入会扰乱结晶或微晶区的规则排列，致使内滑移产生，进而导致聚碳酸酯/聚丙烯合金的力学强度降低，其耐老化性能和阻燃性能也有待提高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种增容耐老化聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法，本发明涉及的合金材料制备工艺简单易行，具有较好的增容作用同时并不降低强度，且能够吸收紫外光照，提高耐老化性能和阻燃性能。
为了实现以上发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，包含如下组分：
15-85重量份的聚碳酸酯；
10-70重量份的聚丙烯；
1-20重量份的季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子；
任选地，0-3重量份的加工助剂。
季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子制备过程包括：采用季铵盐对氧化石墨烯进行改性获得季铵盐改性氧化石墨烯，将季铵盐改性氧化石墨烯与聚丙烯共混获得季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子。
进一步地，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子制备过程具体为：
(1)将季铵盐溶于去离子水中形成季铵盐溶液，将季铵盐溶液加入到氧化石墨烯分散液中混合搅拌，经固液分离、后处理得到季铵盐改性氧化石墨烯；(2)将聚丙烯和季铵盐改性氧化石墨烯分别分散在有机溶剂中得到聚丙烯分散液和季铵盐改性氧化石墨烯分散液，混合两种分散液并进行搅拌分散，加入到沉淀剂中析出，经后处理得到季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子。
优选地，季铵盐为烷基季铵盐，进一步优选地，烷基季铵盐为烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、烷基二甲基羟乙基季铵盐中的一种或多种，例如十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，更优选地，烷基季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵。烷基季铵盐是一类阳离子型表面活性剂，两端分别为N+阳离子和长碳链烷基，溶于水中呈现正电性，其分子结构中的长烷基侧链显著增加了与聚合物基体的相容性；具有良好的表面活性、稳定性、杀菌性；同时耐热、耐光，广泛用于润湿、杀菌、抗静电、去污、增容等方面。
优选地，步骤(1)中氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯的水分散液，其浓度为0.5-20mg/mL，优选1-10mg/mL；季铵盐溶液的浓度为10-30mmol/L，优选15-20mmol/L，氧化石墨烯分散液与季铵盐溶液的体积比为0.5-2：1。
优选地，步骤(2)中有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、丙酮；优选二甲苯；沉淀剂选自乙醇、甲醇、己烷、戊烷、环己烷，优选乙醇，后处理具体为去离子水洗涤，过滤，干燥。
优选地，步骤(1)中混合时间为1-3小时，后处理包含洗涤、过滤、干燥。
优选地，步骤(2)中聚丙烯用量为1-10质量份，季铵盐改性氧化石墨烯用量为0.1-1质量份，搅拌分散时间为0.5-2小时。
作为一种优选的方案，铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子制备过程具体为：
(1)将10～30毫摩尔份的季铵盐溶于1L的去离子水中配置成季铵盐溶液，再将季铵盐溶液缓慢倒入0.5-20mg/mL的等体积氧化石墨烯分散液中制成混合液，放在磁力搅拌器上恒温进行搅拌1～3小时，固液分离后的固体用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到季铵盐改性氧化石墨烯。
(2)将1～10质量份的聚丙烯在100—150℃下搅拌溶于有机溶剂中得到聚丙烯溶液；将0.05～1质量份的季铵盐改性氧化石墨烯加入有机溶剂中，室温下超声1～2小时，使其分散均匀；然后将季铵盐改性氧化石墨烯/有机溶剂混合物缓慢倒入聚丙烯溶液中，继续搅拌0.5～2小时；将上述混合物倒入沉淀剂中，经去离子水洗涤，过滤，干燥得到季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子。
优选地，步骤(2)中有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、丙酮；优选二甲苯；沉淀剂选自乙醇、甲醇、己烷、戊烷、环己烷，优选乙醇。
本发明还提供了一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料的制备方法，包含以下步骤：
(1)预混：按照比例将聚碳酸酯、聚丙烯、季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子以及任选的加工助剂加入混料机中搅拌，得到预混料；
(2)挤出：将所得到的预混料用双螺杆挤出机造粒，即得增容耐老化聚碳酸酯/聚丙烯合金材料粒料；
优选地，步骤(2)中控制双螺杆挤出机加工温区温度210-250℃，控制螺杆转速200-600rpm，控制双螺杆计量段抽真空装置真空度在-0.9巴至-0.5巴之间。
本发明所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料中，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯中的一种或多种，优选双酚A型聚碳酸酯。在测试条件为300℃，1.2kg时，聚碳酸酯的熔体流动指数为3-65g/10min，优选为5-50g/10min，更优选7-35g/10min。聚碳酸酯的熔指越高，说明聚碳酸酯的流动性越好，则组合物的流动性也越好；但是聚碳酸酯熔指越高，也说明聚碳酸酯分子量越低，则组合物的冲击性能越差。熔体流动指数为3-65g/10min的聚碳酸酯兼具良好的流动性和冲击性能。
本发明所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料中，所述聚丙烯为均聚或者共聚聚丙烯里的一种或多种。优选的，所述聚丙烯为均聚和共聚丙烯，熔指范围为1-100g/10min，优选为7-50g/10min，更优选18-30g/10min。
本发明所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料还可任选地添加0-3重量份的加工助剂；所述加工助剂选自抗氧剂、润滑剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、增韧剂、增容剂、光稳定剂、热稳定剂、金属钝化剂、增塑剂、防粘剂、着色剂、偶联剂、成核剂、发泡剂、抗菌剂、防霉剂、除酸剂、耐水解剂、流动改性剂、消光剂、抗静电剂、增强剂、填充剂、防雾剂、光扩散剂、红外线吸收剂、荧光增白剂和激光打标剂中的一种或多种组合。
所述的抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类、苯并呋喃类、丙烯酰改性苯酚类、羟胺类抗氧剂中的一种或两种或多种的组合。优选使用BASF公司抗氧化剂Irganox1076、Irganox 1010、Irganox 168、Irgafos 126、Irgafos P-EPQ、Irganox B900中的一种或多种。
所述的润滑剂为脂肪醇类、金属皂类、脂肪酸类、脂肪酸酯类、褐煤酸及其衍生物类、酰胺蜡类、饱和烃类、聚烯烃蜡及其衍生物类、有机硅及硅酮粉类、有机氟类等中的一种或两种或多种的组合。优选使用酯类润滑剂，如龙沙公司的PETS。
所述的紫外线吸收剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、苯甲酸酯类、氰基丙烯酸酯类、苯基咪唑类中的一种或两种或多种的组合。优选使用苯并三唑类和三嗪类，如BASF公司的Tinuvin234，Tinuvin360，Tinuvin1577等。
本发明的聚碳酸酯/聚丙烯制品可根据产品性能特点，选择性使用上述助剂，并达到提高聚碳酸酯/聚丙烯的耐老化性能以及力学性能的目的。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子与聚碳酸酯/聚丙烯材料混合。氧化石墨烯表面含有羟基、羧基和环氧基等极性基团。一方面，经季铵盐非共价改性后的氧化石墨烯，通过氧化石墨烯表面未被氧化的sp2杂化碳原子所形成的离域π键及氧化石墨烯边缘的羧基与季铵盐阳离子之间的静电作用，使氧化石墨烯接枝上了长链烷基，提高了氧化石墨烯在非极性及弱极性溶剂中的分散能力，提高了氧化石墨烯与聚丙烯的相容性。另一方面，氧化石墨烯表面的羧基可与聚碳酸酯的端羟基发生酯化反应，同时与聚碳酸酯分子链中的酯基具有相似相容作用，氧化石墨烯自身含有的大共轭体系可与聚碳酸酯中的苯环发生π-π相互作用，极大提高了氧化石墨烯与聚碳酸酯的相容性。通过季铵盐改性增容后的氧化石墨烯与聚丙烯溶液混合制备的增容纳米粒子是一种两亲性无机纳米粒子，与基体分子链相互作用增强了纳米填料与基体间的相容性，其不仅有利于氧化石墨烯与聚合物共混时的均匀分散，也使聚碳酸酯和聚丙烯两相界面在氧化石墨烯作用下相互穿插融合，增加了与聚碳酸酯/聚丙烯基体的相容性，起到较好的增容作用。
(2)氧化石墨烯具有优异的力学性能和良好的热稳定性。季铵盐可使氧化石墨烯有序结构被破坏，片层剥离，形成片层间距更大的结构，可以起到很好的物理阻隔效应，从而可以增强凝固相阻燃效应，表现出良好的阻燃效果，同时可以降低基体燃烧的热释放速率以及显著提高材料的热稳定性和力学性能。同时，由于季铵盐和石墨烯均具有良好的热稳定性和耐紫外老化性能，将季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子加入聚碳酸酯/聚丙烯合金材料中，可增加聚碳酸酯/聚丙烯合金材料的耐紫外老化性能。此外，由于季铵盐含有带正电荷的阳离子，具有良好的表面活性、稳定性、杀菌性。该聚碳酸酯/聚丙烯组合物同时具备良好的力学性能、耐老化性能和阻燃性能。
具体实施方式
为了更好的理解和实施，下面结合实施例对本发明予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其它任何公知的改变。
性能测试如下：
热变形温度(HDT)按照ISO 75标准进行测试，负荷为1.82MPa，升温速率为120℃/h。
缺口冲击强度按照ISO 179标准进行测试，样条尺寸：80*10*4mm，缺口深度2.0mm。
拉伸强度按照ISO 527进行测试，样条尺寸170*10*4mm，拉伸速率为50mm/min。
断裂伸长率按照ISO 527进行测试，样条尺寸170*10*4mm，拉伸速率为50mm/min。
荧光紫外灯人工加速老化按照ISO 4892.3执行，采用UVA340灯，辐照度为340nm时0.76W/(m2 nm)，黑标温度60±3℃，老化时间200小时。
极限氧指数测试按照ISO 4589-3进行测试，样条尺寸：80*10*4mm。
对比例和实施例的成份如下：
聚碳酸酯：采用界面光气法生产的双酚A型聚碳酸酯，牌号为2220，熔体流动指数为20g/10min(300℃，1.2kg)，万华化学集团股份有限公司生产。
聚丙烯：共聚聚丙烯，K7726，熔体流动指数为29g/10min(230℃，2.16kg)，燕山石化有限公司生产。
季铵盐：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
季铵盐：十二烷基二甲基苄基溴化铵，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
氧化石墨烯的水分散液：氧化石墨烯的片径<100nm，厚度0.8-1.2nm，浓度1mg/mL，萨恩化学技术(上海)有限公司生产。
抗氧剂：Irganox B900，巴斯夫公司生产。
润滑剂：PETS，季戊四醇硬脂酸酯，美国龙沙公司生产。
聚丙烯-g-MAH：GPM200B，宁波能之光公司生产，接枝率为0.5-1.0wt％MAH。
季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：
将25毫摩尔的CTAB溶于1L的去离子水中配置成CTAB溶液，再将CTAB溶液缓慢倒入1mg/mL的等体积氧化石墨烯分散液中制成混合液，放在磁力搅拌器上于25℃恒温进行搅拌3小时。将混合液反复离心洗涤，直至无溴离子存在(用硝酸银溶液检测)。固液分离后的固体用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到季铵盐改性氧化石墨烯；
将10质量份的聚丙烯在125℃下搅拌溶于二甲苯中；将1质量份的季铵盐改性氧化石墨烯加入二甲苯中，室温下超声2小时，使其分散均匀；然后将季铵盐改性氧化石墨烯/二甲苯混合物缓慢倒入聚丙烯/二甲苯溶液中，继续搅拌2小时；将上述混合物倒入5倍混合物质量的乙醇中，季铵盐改性氧化石墨烯和聚丙烯共沉淀析出，经去离子水洗涤、过滤、干燥、破碎和研磨，得到季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1，即纳米粒子-1。
季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-2：
将15毫摩尔份的十二烷基二甲基苄基溴化铵溶于1L的去离子水中配置成十二烷基二甲基苄基溴化铵溶液，再将十二烷基二甲基苄基溴化铵溶液缓慢倒入1mg/mL的等体积氧化石墨烯分散液中制成混合液，放在磁力搅拌器上于25℃恒温进行搅拌2小时。将混合液反复离心洗涤，直至无溴离子存在(用硝酸银溶液检测)。固液分离后的固体用去离子水洗涤，过滤，干燥，得到季铵盐改性氧化石墨烯；
将5质量份的聚丙烯在125℃下搅拌溶于二甲苯中；将0.1质量份的季铵盐改性氧化石墨烯加入二甲苯中，室温下超声2小时，使其分散均匀；然后将季铵盐改性氧化石墨烯/二甲苯混合物缓慢倒入聚丙烯/二甲苯溶液中，继续搅拌2小时；将上述混合物倒入5倍混合物质量乙醇中，季铵盐改性氧化石墨烯和聚丙烯共沉淀析出，经去离子水洗涤、过滤、干燥、破碎和研磨，得到季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-2，即纳米粒子-2。
氧化石墨烯改性纳米粒子-3：
将1L去离子水缓慢倒入1mg/mL的等体积氧化石墨烯分散液中稀释，放在磁力搅拌器上于25℃恒温进行搅拌3小时。经过滤，干燥，得到氧化石墨烯沉淀物；
将10质量份的聚丙烯在125℃下搅拌溶于二甲苯中；将1质量份的氧化石墨烯沉淀物加入二甲苯中，室温下超声2小时，使其分散均匀；然后将氧化石墨烯/二甲苯混合物缓慢倒入聚丙烯/二甲苯溶液中，继续搅拌2小时；将上述混合物倒入5倍混合物质量乙醇中，季铵盐改性氧化石墨烯和聚丙烯共沉淀析出，经去离子水洗涤、过滤、干燥、破碎和研磨，得到氧化石墨烯改性纳米粒子，即纳米粒子-3。
季铵盐改性纳米粒子-4：
将10质量份的聚丙烯在125℃下搅拌溶于二甲苯中；将25毫摩尔份的CTAB加入二甲苯中，室温下超声2小时，使其分散均匀；然后将CTAB/二甲苯混合物缓慢倒入聚丙烯/二甲苯溶液中，继续搅拌2小时；将上述混合物倒入5倍混合物质量乙醇中沉淀析出，经去离子水洗涤、过滤、干燥、破碎和研磨，得到季铵盐改性纳米粒子，即纳米粒子-4。
实施例1
称取以下重量配比的原料：聚碳酸酯-1：15份，聚丙烯-1：70份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度为210℃，螺杆转速200rpm，双螺杆挤出机计量段抽真空装置真空度-0.7巴，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度230℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例2
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：25份，聚丙烯-1：65份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-2：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度220℃，螺杆转速200rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度235℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例3
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度240℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例4
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：70份，聚丙烯-1：25份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速500rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例5
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：85份，聚丙烯-1：10份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-2：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度250℃，螺杆转速600rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例6
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：1份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例7
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子-1：20份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
对比例1
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
对比例2
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，聚丙烯-g-MAH：3份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
对比例3
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，氧化石墨烯改性纳米粒子-3：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
对比例4
包括以下重量配比原料：聚碳酸酯-1：65份，聚丙烯-1：30份，季铵盐改性纳米粒子-4：8份，抗氧剂0.3份，润滑剂0.3份。将物料组合物加入高速混合机中混合，混合后加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，双螺杆挤出机的加工温度240℃，螺杆转速300rpm，双螺杆计量段抽真空装置真空度-0.7巴以内，造粒完成后在100℃下烘干4h充分去除水分，之后将粒料加入注塑机中进行注塑成型，控制注塑模具温度80℃，机筒温度250℃，注射速度50mm/s，注射压力60bar，裁剪得到标准样条和样板。
实施例和对比例材料组成比较：
Figure BDA0003366458530000141
实施例和对比例材料性能比较：
Figure BDA0003366458530000142
Figure BDA0003366458530000151
通过各实施例及对比例可知，聚碳酸酯/聚丙烯中添加适量的季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子，可以提高聚碳酸酯和聚丙烯基体的相容性，获得良好的综合性能，同时可以提高耐老化和阻燃性能，这得益于聚碳酸酯和聚丙烯相容性的改善。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，包含如下组分：
聚碳酸酯；
聚丙烯；
季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子；
任选地，加工助剂；
所述季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子包含：季铵盐改性氧化石墨烯、聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，按重量份计，其包括：
15-85重量份的聚碳酸酯；
10-70重量份的聚丙烯；
1-20重量份的季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子；
任选地，0-3重量份的加工助剂；
所述季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子中季铵盐改性氧化石墨烯与聚丙烯的重量比为0.1-1：1-10。
3.根据权利要求1或2所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子制备过程包括：采用季铵盐对氧化石墨烯进行改性获得季铵盐改性氧化石墨烯，将季铵盐改性氧化石墨烯与聚丙烯共混获得季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子制备过程具体为：
(1)将季铵盐溶于去离子水中形成季铵盐溶液，将季铵盐溶液加入到氧化石墨烯分散液中混合搅拌，经固液分离、后处理得到季铵盐改性氧化石墨烯；(2)将聚丙烯和季铵盐改性氧化石墨烯分别分散在有机溶剂中得到聚丙烯分散液和季铵盐改性氧化石墨烯分散液，混合两种分散液分散均匀，加入到沉淀剂中析出，经后处理得到季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述季铵盐为烷基季铵盐，优选地，所述烷基季铵盐为烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、烷基二甲基羟乙基季铵盐中的一种或多种，例如十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，更优选地，所述烷基季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵。
6.根据权利要求4或5所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述步骤(1)中氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯的水分散液，浓度为0.5-20mg/mL，优选1-10mg/mL；所述季铵盐溶液的浓度为10-30mmol/L，优选15-20mmol/L；氧化石墨烯分散液与季铵盐溶液的体积比为0.5-2：1；所述步骤(2)中聚丙烯用量为1-10质量份，季铵盐改性氧化石墨烯用量为0.1-1质量份。
7.根据权利要求4-6任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述步骤(2)中有机溶剂选自甲苯、二甲苯、四氢呋喃、丙酮；优选二甲苯；所述沉淀剂选自乙醇、甲醇、己烷、戊烷、环己烷，优选乙醇。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯中的一种或多种；所述聚丙烯为均聚或者共聚聚丙烯中的一种或多种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料，其特征在于，所述加工助剂选自抗氧剂、润滑剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、增韧剂、增容剂、光稳定剂、热稳定剂、金属钝化剂、增塑剂、防粘剂、着色剂、偶联剂、成核剂、发泡剂、抗菌剂、防霉剂、除酸剂、耐水解剂、流动改性剂、消光剂、抗静电剂、增强剂、填充剂、防雾剂、光扩散剂、红外线吸收剂、荧光增白剂和激光打标剂中的一种或两种以上组合。
10.根据权利要求1-9任一项所述的聚碳酸酯/聚丙烯合金材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)预混：按照比例将聚碳酸酯、聚丙烯、季铵盐改性氧化石墨烯增容纳米粒子以及任选的加工助剂加入混料机中搅拌，得到预混料；
(2)挤出：将所得到的预混料用双螺杆挤出机造粒，即得增容耐老化聚碳酸酯/聚丙烯合金材料粒料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115386214A (zh) * 2022-10-09 2022-11-25 万华化学（宁波）有限公司 一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法
CN115594919A (zh) * 2022-10-19 2023-01-13 南京金陵塑胶化工有限公司（Cn） 一种聚丙烯复合材料及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724239A (zh) * 2008-10-24 2010-06-09 比亚迪股份有限公司 一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法
CN103224647A (zh) * 2013-04-19 2013-07-31 复旦大学 一种基于氧化石墨烯的聚合物增容剂
CN104448564A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 湖南科技大学 一种由聚丙烯、尼龙6和氧化石墨烯组成的高性能复合材料及其制备方法
CN106046647A (zh) * 2016-06-01 2016-10-26 河北工业大学 一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法
CN109054349A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 四川力智久创知识产权运营有限公司 一种用于聚氨酯材料的改性氧化石墨烯材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101724239A (zh) * 2008-10-24 2010-06-09 比亚迪股份有限公司 一种聚碳酸酯/聚丙烯合金材料及其制备方法
CN103224647A (zh) * 2013-04-19 2013-07-31 复旦大学 一种基于氧化石墨烯的聚合物增容剂
CN104448564A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 湖南科技大学 一种由聚丙烯、尼龙6和氧化石墨烯组成的高性能复合材料及其制备方法
CN106046647A (zh) * 2016-06-01 2016-10-26 河北工业大学 一种含多官能团极性可控的相容剂的制备方法
CN109054349A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 四川力智久创知识产权运营有限公司 一种用于聚氨酯材料的改性氧化石墨烯材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李云艳，等: ""改性氧化石墨烯相容剂的制备及在聚酰胺６／聚丙烯共混物中的应用研究" *
肖亚楠等: "季铵盐对氧化石墨烯插层改性的研究", 《广州化工》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115386214A (zh) * 2022-10-09 2022-11-25 万华化学（宁波）有限公司 一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法
CN115386214B (zh) * 2022-10-09 2023-10-17 万华化学（宁波）有限公司 一种耐候无卤阻燃聚碳酸酯合金材料及其制备方法
CN115594919A (zh) * 2022-10-19 2023-01-13 南京金陵塑胶化工有限公司（Cn） 一种聚丙烯复合材料及制备方法
CN115594919B (zh) * 2022-10-19 2023-12-08 南京金陵塑胶化工有限公司 一种聚丙烯复合材料及制备方法

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