CN115322550A - 一种耐磨再生聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨再生聚碳酸酯材料及其制备方法，所述材料的组分及配比是：聚碳酸酯0～50份、再生聚碳酸酯50～100份、新型耐磨剂0.5～10.0份、抗滴落剂0.1～1.0份、润滑剂0.1～0.5份，抗氧剂0.1～0.5份。本发明通过制备和添加原料为双酚C、端羟基聚硅氧烷和光气的新型耐磨剂，提高了聚碳酸酯的相容性；经过挤出造粒得到耐磨再生聚碳酸酯材料，在不影响透过率的前提下，使聚碳酸酯材料具有良好的耐磨性与低温韧性，其制备方法具有原料反应快、条件温和、工艺简单等优点。
Description
技术领域
本发明涉及对再生聚碳酸酯进行耐磨改性处理，尤其是一种耐磨再生聚碳酸酯材料及其制备方法，属于聚碳酸酯材料合成加工技术领域。
背景技术
随着减碳环保要求的日益提高，再生塑料已经不能再是以简单地降低成本为主要使用目的了。目前，增加废旧塑料有效循环使用，既可以治理废旧塑料带来的巨大环境污染问题，又可以减少新塑料生产带来的高碳排放问题，节能减排效果明显。
聚碳酸酯具有良好的光学性能、力学性能和耐磨性能，被广泛应用在消费电子、电子工程、家用电器、汽车零部件和建筑板材等领域。国内聚碳酸酯使用量越来越高，回收再生的聚碳酸酯也可以弥补新料短缺的问题。单纯再生的聚碳酸酯难以满足消费电子、电子工程、家用电器等领域的耐磨性要求，对再生聚碳酸酯进行耐磨改性也越来越重要，同时，这些领域对聚碳酸酯的耐低温性能也有一定要求。
现有技术当中，主要是通过使用与其他树脂共混的方法或者添加填料或助剂的方式提高聚碳酸酯的耐磨性能，但是要得到耐磨性高的聚碳酸酯中往往需要加入大量的相容剂，常常会导致材料的透明度降低。详见如下现有技术方案：
中国专利CN201410328787.4公开了一种透明的耐刮擦PC/PMMA合金材料及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯40～95份，聚甲基丙烯酸甲酯5～60份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0.1～1份；其制备方法包括：将聚碳酸酯、抗氧剂和润滑剂于搅拌机中混合；将混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入；将聚甲基丙烯酸甲酯树脂熔融后通入高压惰性气体，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入，共混造粒。该方案获得的PC/PMMA合金虽然具有较高的耐磨性能和透明性，但在生产过程中没有添加相容剂，得到的产品相容性较差，使其机械性能下降较大。
中国专利CN201310543592.7公开了高强度耐磨聚碳酸酯材料及其制备方法，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯树脂65%～80%、耐磨剂5%～10%、纳米二氧化硅5%～15%、有机硅耐磨剂0.5%～3%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1.5%。制得的聚碳酸酯材料具有优异综合性能和加工性能，加入有机硅耐磨剂可降低摩擦系数及磨损量、提高材料的耐磨性能，添加耐磨剂使耐磨性能达到UL94V-0等级和无卤、环保、安全的效果，添加纳米二氧化硅能提高强度的同时能够改善材料的耐温性、耐磨性和耐刮擦性能，但是，相容剂用量较大，会影响材料的机械性能和透明性。
综上所述，有必要对现有的耐磨型聚碳酸酯材料制备方法进行改进，以提高聚碳酸酯材料特别是再生聚碳酸酯材料的机械性能。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种耐磨再生聚碳酸酯材料及其制备方法，以方便提高再生聚碳酸酯材料的机械性能。
本发明的技术解决方案是：一种耐磨再生聚碳酸酯材料，其特点是，所述耐磨再生聚碳酸酯材料由包括以下重量份的原料制成：聚碳酸酯0～50份、再生聚碳酸酯50～100份、新型耐磨剂0.5～10.0份、抗滴落剂0.1～1.0份、润滑剂0.1～0.5份及抗氧剂0.1～0.5份。
进一步地，上述的耐磨再生聚碳酸酯材料，其中：所述聚碳酸酯为原生聚碳酸酯，熔融指数为5～30g/10min；所述再生聚碳酸酯为通过筛选、破碎、清洗和干燥等工序处理后自造粒的再生聚碳酸酯，熔融指数为5～40g/10min。
更进一步地，上述的耐磨再生聚碳酸酯材料，其中：所述再生聚碳酸酯所选择的原材料为回收的废旧聚碳酸酯水桶、聚碳酸酯阳光板、聚碳酸酯车灯、聚碳酸酯光盘中的一种或者多种，通过色选机筛选更纯净的废旧原材料，通过破碎机将废旧原材料破碎成直径为1～10cm的破碎片，再清洗、干燥得到纯净的废旧聚碳酸酯，再造粒制得再生聚碳酸酯粒子。
再进一步地，上述的耐磨再生聚碳酸酯材料，其中：所述新型耐磨剂为以光气法制备双酚C型聚碳酸酯与羟基聚硅氧烷的嵌段共聚物，其分子量为2万～10万KD，常温下为白色颗粒，可以按所需的比例添加使用，使得聚碳酸酯具有更好的耐磨性和低温韧性
所述新型阻燃剂的结构式如下：
式中：a=10～800，b=50～500；其制备方法包括以下步骤：
步骤S1：向三口烧瓶中加入一定量的双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其溶解；
步骤S2：再向三口烧瓶中加入一定量的三乙胺、亚硫酸氢钠和硅氧烷，搅拌并加热使其完全溶解，其中三乙胺为催化剂，亚硫酸氢钠为抗氧剂；
步骤S3：将光气的二氯甲烷溶液用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到反应体系的pH值达到7-8之间；
步骤S4：将三口烧瓶中的物质搅拌均匀后静置；
步骤S5：倒出三口烧瓶上层清液，得到下层浊液，将下层浊液用去离子水洗至中性，再加入无水乙醇，得到的沉淀产物经过过滤后放入烘箱进行干燥，即可获得新型耐磨剂。
优选地，在步骤S1中，按摩尔数级计，所述NaOH加入量为双酚C加入量的200%～300%；在步骤S2中，按质量份数计，所述羟基聚硅氧烷加入量为双酚C加入量的2%～100%，所述搅拌加热的温度为0～40℃；在步骤S3中，所述光气二氯甲烷溶液滴加到三口烧瓶的时间为10分钟～1小时；在步骤S4中，所述三口烧瓶搅拌时间为10分钟～2小时；在步骤S5中，所述干燥时间为6～24小时，干燥温度为60～120℃。
本发明还提供了一种耐磨再生聚碳酸酯材料的制备方法，包括：
步骤（1）将所述聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在100～120℃的条件下干燥4～12小时，直至聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量均低于0.05%；
步骤（2）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照配比比例一同置于高速混合器中，混合5～20min后获取混合物料，再将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合5～20min后获取混合粉料；
步骤（3）将步骤（2）中的混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，螺杆转速控制在250～500rpm，各区和模头的温度设置在220～265℃，经过熔融挤出、造粒得到耐磨再生聚碳酸酯材料。
优选地，在步骤（3）中，所述双螺杆挤出机共设有10个温控区，其中温控区1～2的温度为220～240℃、温控区3～4的温度为230～265℃、温控区5～6的温度为230～265℃、温控区7～8的温度为230～265℃、温控区9～10的温度为230～265℃。
如此，采用本发明技术方案，采用的新型耐磨剂是以双酚C、端羟基聚硅氧烷和光气为原料，通过界面聚合得到聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物，该共聚物与目前使用的双酚A聚碳酸酯相容性极佳，将其与再生聚碳酸酯树脂混合均匀后，通过挤出造粒得到新型耐磨再生聚碳酸酯材料，在不影响透过率的基础上，使其具有良好的耐磨性与低温韧性性能。
与现有技术相比，采用本发明技术方案之后，利用合成的新型耐磨剂，能够根据需要通过不同的单体配比得到不同含量的双酚C型聚碳酸酯嵌段与羟基聚硅氧烷嵌段比例，通过配方调控，可实现大比例甚至全再生聚碳酸酯，可以在不影响透过率的基础上，达到优异的常温和低温冲击韧性，不仅可以使得再生聚碳酸酯保持长期的耐磨性能，还可以显著提高再生聚碳酸酯的低温冲击性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实例对本发明作进一步描述，但不应理解为本发明上述主题的保护范围仅限于下述实施例。其中，所用原料均为市售或用业内已知方法自制。
实施例1
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向250ml三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0 .22g三乙胺、1.65g硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升温至35℃使其完全溶解；将浓度为0.5mol/L的光气二氯甲烷溶液用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，下层浊液经由去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，将过滤后的沉淀物放入烘箱于100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：50份聚碳酸酯、50份再生聚碳酸酯、2份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥12小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.02%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合20min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合25min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为230、240℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为250、255℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例2
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.06g三乙胺、6g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升温至35℃使其完全溶解；将浓度为0.5mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后的沉淀产物置于烘箱中，经由100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：100份再生聚碳酸酯、5份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将再生聚碳酸酯在110℃的条件下干燥7小时，使得再生聚碳酸酯中的含水量为0.04%。
（3）将干燥处理后的再生聚碳酸酯置于高速混合器中，混合12min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为225、240℃，温控区3～4的温度为245、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为255、255℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例3
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.06g三乙胺、10g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升温到35℃使其完全溶解；将浓度为0.5mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后法人沉淀产物放入烘箱于100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：25份聚碳酸酯、75份再生聚碳酸酯、5份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥10小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为220、230℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、255℃，模头区9～10的温度为255、260℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例4
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.06g三乙胺、14g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升到35℃，使其完全溶解；将浓度为0.5mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后放入烘箱于100℃干燥12小时。
（2） 按照重量比例称取各组分：15份聚碳酸酯、85份再生聚碳酸酯、5份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥10小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为225、235℃，温控区3～4的温度为250、255℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为260、260℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例5
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.06g三乙胺、18g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升到35℃，使其完全溶解；将浓度为1mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后沉淀产物放入烘箱于100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：30份聚碳酸酯、70份再生聚碳酸酯、9份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥10小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为220、230℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、255℃，模头区9～10的温度为255、260℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例6
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.24g三乙胺、22g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升到35℃，使其完全溶解；将浓度为1mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后沉淀产物放入烘箱于100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：20份聚碳酸酯、80份再生聚碳酸酯、0.2份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥10小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为220、230℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、255℃，模头区9～10的温度为255、260℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例7
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解；然后加入0.12g三乙胺、26g羟基聚硅氧烷和0.36g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升到35℃，使其完全溶解；将浓度为1mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7～8之间，滴加完毕后继续反应1小时；将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后的沉淀产物放入烘箱于100℃干燥12小时，得到新型耐磨剂。
（2）按照重量比例称取各组分：25份聚碳酸酯、75份再生聚碳酸酯12份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥10小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合15min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为220、230℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、255℃，模头区9～10的温度为255、260℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
实施例8
（1）新型耐磨剂制备步骤如下：向三口烧瓶中加入30g双酚C，再加入一定量的NaOH水溶液，搅拌使其充分溶解。然后加入0.3g三乙胺、30g羟基聚硅氧烷和0.18g亚硫酸氢钠，快速搅拌并升到35℃，使其完全溶解。将浓度为0.5mol/L的光气二氯甲烷用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到溶液pH值在7-8之间，滴加完毕后继续反应1小时。将三口烧瓶中的物质静置1小时，倒出上层清液，将下层浊液用去离子水洗至中性，然后用200ml无水乙醇将产物沉淀下来，过滤后的沉淀产物放入烘箱于100℃干燥12小时。
（2）按照重量比例称取各组分：10份聚碳酸酯、90份再生聚碳酸酯、1份新型耐磨剂及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥12小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.02%。
（3）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合20min后获取混合物料。
（4）将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合25min后获取混合粉料。
（5）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为230、240℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为250、255℃。经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
对比例1
（1）按照重量比例称取各组分：80份聚碳酸酯、20份再生聚碳酸酯、2份羟基聚硅氧烷及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥8小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（2）将烘干后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合物料。
（3）将余下几种助剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（4）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为230、240℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为250、255℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
对比例2
（1）按照重量比例称取各组分：80份聚碳酸酯、16份再生聚碳酸酯、4份羟基聚硅氧烷及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥8小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（2）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合物料。
（3）将余下助剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（4）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为230、240℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为250、255℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
对比例3
（1）按照重量比例称取各组分：80份聚碳酸酯、14份再生聚碳酸酯、6份羟基聚硅氧烷、6份双酚C型聚碳酸酯及0.2份抗氧剂，将聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在120℃的条件下干燥8小时，使得聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量为0.03%。
（2）将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合物料。
（3）将余下助剂按照比例置于高速混合器中，混合10min后获取混合粉料。
（4）将混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的螺杆转速控制在400rpm，各区和模头的温度设置为温控区1～2的温度为230、240℃，温控区3～4的温度为240、250℃，温控区5～6的温度为250、250℃，温控区7～8的温度为250、250℃，模头区9～10的温度为250、255℃，经过熔融挤出，造粒得到耐低温韧性耐磨再生聚碳酸酯材料。
表1给出了实施例1～8和对比例1～3制得的聚碳酸酯材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度测试数据，根据ISO标准对IZOD缺口冲击性能与耐磨性能进行表征。
表1：对比例和实施例所制材料的物性对比
由表1中可得：实施例1～8的缺口冲击强度与耐磨性能均优于对比例1～3，这表明了：采用本发明技术方案可以使再生聚碳酸酯材料耐磨性与耐低温韧性得到显著提高。
本发明技术方案当中，耐磨剂耐磨机理与低温增韧机理是本发明的技术关键。其中，通过使用双酚C、羟基聚硅氧烷和光气共聚得到了双酚C型聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物，其耐磨的机理主要是：（1）与常用的双酚A型聚碳酸酯耐磨基体材料结构相近，相容性好；（2）聚硅氧烷嵌段中的硅氧键表面能低，使用过程中会向材料表面迁移，形成一个润滑剂分子的薄层，这种表面润滑作用能够减小表面划伤摩擦系数，从而提高材料的耐磨性能；（3）耐磨剂的双酚C嵌段部分相比于双酚A具有更大的空间位阻，使得刚性提高，链段的表面硬度增大，使材料耐磨性能达到非线性提高的效果。另外，由于聚硅氧烷所拥有的Si-O主链结构具有极好的柔顺性，在低温下分子链上的基团或小链段的运动有利于分子间的局部的相对滑动，在断裂过程中引发韧性断裂，在应力集中区域引发基体破裂，消耗了大量冲击能量，使得材料表现出较好的低温冲击韧性。
通过以上描述可以发现，与现有技术相比，采用本发明技术方案之后，利用合成的新型耐磨剂，能够根据需要通过不同的单体配比得到不同含量的双酚C型聚碳酸酯嵌段与羟基聚硅氧烷嵌段比例，通过配方调控，可实现大比例甚至全再生聚碳酸酯，可以在不影响透过率的基础上，达到优异的常温和低温冲击韧性，不仅可以使得再生聚碳酸酯保持长期的耐磨性能，还可以显著提高再生聚碳酸酯的低温冲击性能。
以上对本发明的技术方案、工作过程和实施效果进行了详细描述，需要说明的是，所描述的只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种耐磨再生聚碳酸酯材料，按照重量比例计算，其特征在于：所述耐磨再生聚碳酸酯材料包含：
聚碳酸酯0～50份，
再生聚碳酸酯50～100份，
新型耐磨剂0.5～10.0份，
抗滴落剂0.1～1.0份，
润滑剂0.1～0.5份，
抗氧剂0.1～0.5份；
所述新型耐磨剂为以光气法制备双酚C型聚碳酸酯与羟基聚硅氧烷的嵌段共聚物，其结构式如下：
式中，a=10～800，b=50～500。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料，其特征在于：所述新型阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S1：向三口烧瓶中加入双酚C，再加入NaOH水溶液，搅拌使其溶解；
步骤S2：再向三口烧瓶中加入一定量的三乙胺、亚硫酸氢钠和硅氧烷，搅拌并加热使其完全溶解，其中三乙胺为催化剂，亚硫酸氢钠为抗氧剂；
步骤S3：将光气的二氯甲烷溶液用恒压滴液漏斗滴加到三口烧瓶中，直到反应体系的pH值达到7-8之间；
步骤S4：将三口烧瓶中的物质搅拌均匀后静置；
步骤S5：倒出三口烧瓶上层清液，得到下层浊液，将下层浊液用去离子水洗至中性，再加入无水乙醇，得到的沉淀产物经过过滤后放入烘箱进行干燥，即可获得新型耐磨剂；
在步骤S1中，按摩尔数计，所述NaOH加入量为双酚C加入量的200%～300%；在步骤S2中，按质量份数计，所述羟基聚硅氧烷加入量为双酚C加入量的2%～100%，所述搅拌加热的温度为0～40℃；在步骤S3中，所述光气二氯甲烷溶液滴加到三口烧瓶的时间为10分钟～1小时；在步骤S4中，所述三口烧瓶搅拌时间为10分钟～2小时；在步骤S5中，所述干燥时间为6～24小时，干燥温度为60～120℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料，其特征在于：所述聚碳酸酯为原生聚碳酸酯，熔融指数为5～30g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料，其特征在于：所述再生聚碳酸酯为通过筛选、破碎、清洗和干燥等工序处理后自造粒的再生聚碳酸酯，熔融指数为5～40g/10min。
5.根据权利要求1或4所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料，其特征在于：所述再生聚碳酸酯所选择的原材料为回收的废旧聚碳酸酯水桶、聚碳酸酯阳光板、聚碳酸酯车灯、聚碳酸酯光盘中的一种或者多种，通过色选机筛选更纯净的废旧原材料，通过破碎机将废旧原材料破碎成直径为1～10cm的破碎片，再清洗、干燥得到纯净的废旧聚碳酸酯，再造粒制得再生聚碳酸酯粒子。
6.权利要求1所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）：将所述聚碳酸酯和再生聚碳酸酯在100～120℃的条件下干燥4～12小时，直至聚碳酸酯和再生聚碳酸酯中的含水量均低于0.05%；
步骤（2）：将干燥处理后的聚碳酸酯和再生聚碳酸酯按照配比比例一同置于高速混合器中，混合5～20min后获取混合物料，再将新型耐磨剂、抗滴落剂、润滑剂和抗氧剂按照比例置于高速混合器中，混合5～20min后获取混合粉料；
步骤（3）：将步骤（2）中的混合物料、混合粉料分别通过主喂料口和辅助喂料按照添加比例喂入双螺杆挤出机中，螺杆转速控制在250～500rpm，各区和模头的温度设置在220～265℃，经过熔融挤出、造粒得到耐磨再生聚碳酸酯材料。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨再生聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述双螺杆挤出机共设有10个温控区，其中温控区1～2的温度为220～240℃、温控区3～4的温度为230～265℃、温控区5～6的温度为230～265℃、温控区7～8的温度为230～265℃、温控区9～10的温度为230～265℃。
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