CN115491011A - 高抗冲聚碳酸酯材料、制备方法及其在防暴类用具中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高抗冲聚碳酸酯材料、制备方法及其在防暴类用具中的应用，包括：聚碳酸酯100份、增韧剂8‑20份、相容剂3‑5份、抗氧剂0.6‑1.2份、偶联剂3‑5份、光稳定剂0.6‑1.2份、玻璃纤维8‑20份。本发明在材料的配方中引入增韧剂、玻璃纤维、相容剂等助剂对聚碳酸酯进行改性，解决了玻纤与聚碳酸的相容性问题、聚碳酸酯加工困难以及抗冲击性不足的问题，扩大了聚碳酸酯材料的应用领域。

Description

高抗冲聚碳酸酯材料、制备方法及其在防暴类用具中的应用

技术领域

本发明公开涉及防暴头盔、防暴盾牌用改性塑料技术领域，尤其涉及高抗冲聚碳酸 酯材料的制备方法及其在防暴类用具中的应用。

背景技术

随着我国科技水平的不断进步，开发高抗冲聚碳酸酯材料并将其应用到防暴领域受 到越来越广泛的关注。目前，防暴领域的警用器材的主体材料一般为聚碳酸酯材料。该材料是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有一定的耐蠕变性及尺寸稳定性，但它 存在着流动性差、易应力开裂，单一材料抗冲击性无法满足要求的缺点，因此对聚碳酸 酯进行改性是十分必要的。

目前，防暴领域的警用器材的主体材料一般为聚碳酸酯材料。该材料是一种综合性 能优异的热塑性工程塑料，具有一定的耐蠕变性及尺寸稳定性，但它存在着流动性差、易应力开裂，单一材料抗冲击性无法满足要求的缺点，因此对聚碳酸酯进行改性是十分 必要的。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了高抗冲聚碳酸酯材料的制备方法及其在防暴类用具中的 应用，以使得聚碳酸酯材料达到加工性能好、满足抗冲击性要求的目的，使其能在防暴领域得以应用。

本发明提供的技术方案，具体为，一种高抗冲聚碳酸酯材料，按照重量份数计，包括：

进一步地，所述增韧剂为POE辛烯和聚烯烃树脂或POE接枝马来酸酐中的一种或两种混合。

进一步地，所述相容剂为聚丙烯树脂接枝不饱和羧酸或酸酐。

进一步地，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种混合。

进一步地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂1098中的一种或多种混合。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

进一步地，所述光稳定剂为氰特光稳定剂3808PP5。

进一步地，所述玻璃纤维选自无碱玻璃玻纤短纤、长纤的一种。

第二方面，本发明还提供了一种高抗冲的聚碳酸材料的方法，包括如下步骤：

1)按照权利要求1所述原材组分及重量份准备各原材料；

2)将玻璃纤维、相容剂、偶联剂在高速混合机中搅拌均匀，搅拌时间5-10min，制备得到玻璃纤维改性剂，出料备用；

3)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用，干燥温度：120℃±5℃，时间4-6；

4)将聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂以及玻璃纤维改性剂加入到高速混合机10-30min，使混合均匀后出料备用：

5)将步骤4)得到的混合物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品高抗冲聚碳酸酯材料。

最后，本发明提供了一种高抗冲聚碳酸酯材料的应用，所述材料应用于制作防暴头 盔、防暴盾牌。

本发明提出了高抗冲聚碳酸酯材料、制备方法及其在防暴类用具中的应用，在材料 的配方中引入增韧剂、玻璃纤维、相容剂等助剂对聚碳酸酯进行改性，解决了玻纤与聚碳酸的相容性问题、聚碳酸酯加工困难以及抗冲击性不足的问题，扩大了聚碳酸酯材料 的应用领域。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能 限制本发明的公开。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并 不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统的例子。

为解决现有聚碳酸酯材料本身存在的不足，如不具备高抗冲击性能等缺陷，本实施 方案提供了一种高抗冲聚碳酸酯材料，按照重量份数计，包括：

优选地，上述增韧剂为POE辛烯和聚烯烃树脂或POE接枝马来酸酐中的一种或两种混合。

优选地，上述相容剂为聚丙烯树脂接枝不饱和羧酸或酸酐。

进一步优选，上述相容剂为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种混合。

优选地，上述抗氧剂选自抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)、抗氧剂168(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)或抗氧剂1098(N,N'- 双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)中的一种或一种以上。

优选地，上述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选地，上述光稳定剂为氰特光稳定剂3808PP5。

优选地，上述所述玻璃纤维选自短纤、长纤的一种。

本实施方案提供的配方中，增韧剂的引入可以解决聚碳酸酯材料本身脆性过大的问 题，相容剂同增韧剂一样存在烯烃的基团与酸酐基团，能够将聚碳酸酯与增韧剂有机的结合起来。氧化剂可以提高材料的抗氧化性能。光稳定剂提高材料的耐老化性能。偶联 剂主要在于一段基团与玻纤表面偶联剂的处理剂进行连接，一段可以相容剂的基团进行 连接，方便玻璃纤维可以有效的分散在整个基体树脂里面。

制备上述高抗冲的聚碳酸材料的方法，包括如下步骤：

1)按照上述原材组分及重量份准备各原材料；

2)将玻璃纤维、相容剂、偶联剂在高速混合机中搅拌均匀，搅拌时间5-10min，制备得到玻璃纤维改性剂，出料备用；

3)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用，干燥温度：120℃±5℃，时间4-6；

4)将聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂以及玻璃纤维改性剂加入到高速混合机10-30min，使混合均匀后出料备用：

5)将步骤4)得到的混合物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品高抗冲聚碳酸酯材料。

本实施方案还提供了一种高抗冲聚碳酸酯材料的应用，上述材料应用于制作防暴头 盔、防暴盾牌。

为更好阐释本发明的技术手段及产品效果，以下对本发明的优选实施例进行说明。

实施例1：

一种高抗冲的聚碳酸材料其重量份的组分为：聚碳酸酯100份、增韧剂POE8份、 相容剂聚丙烯接枝马来酸3份、抗氧剂1010与抗氧剂168(1010与168重量份按照1： 2配比)0.6份。硅烷偶联剂3份、光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5 0.6份、长玻璃纤维8 份。

制备方法：

1)将长玻璃纤维、相容剂聚丙烯接枝马来酸、硅烷偶联剂在高速混合机中搅拌均匀， 搅拌时间5min，制备出玻璃纤维改性剂，出料备用。

2)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用。温度：120℃±5℃，时间4h。

3)将聚碳酸酯、增韧剂POE、抗氧剂1010与抗氧剂168(1010与168重量份按照 1：2配比)、光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5以及步骤1)制备的玻璃纤维改性剂加入到 高速混合机10min，使混合均匀后出料备用。

4)将步骤3)混合的物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品。

实施例2：

一种高抗冲的聚碳酸材料其重量份的组分为：聚碳酸酯100份、增韧剂POE接枝马来酸酐14份、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐4份、抗氧剂1098 0.9份。硅烷偶联剂4份、 光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5 0.9份、长玻璃纤维14份。

制备方法：

1)将长玻璃纤维、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、硅烷偶联剂在高速混合机中搅拌均 匀，搅拌时间8min，制备出玻璃纤维改性剂，出料备用。

2)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用。温度：120℃±5℃，时间5h。

3)将聚碳酸酯、增韧剂POE接枝马来酸酐、抗氧剂1098、光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5以及①步骤制备的玻璃纤维改性剂按照比例加入到高速混合机20min，使混合均匀后出料备用。

4)将步骤3)得到的混合物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品。

实施例3：

一种高抗冲的聚碳酸材料其重量份的组分为：聚碳酸酯100份、增韧剂POE接枝马来酸酐20份、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐5份、抗氧剂1098 1.2份。硅烷偶联剂5份、 光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5 1.2份、短玻璃纤维20份。

制备方法：

1)将短玻璃纤维、相容剂聚丙烯接枝马来酸酐、硅烷偶联剂在高速混合机中搅拌均 匀，搅拌时间10min，制备出玻璃纤维改性剂，出料备用。

2)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用。温度：120℃±5℃，时间5h。

3)将聚碳酸酯、增韧剂POE接枝马来酸酐、抗氧剂1098、光稳定剂氰特光稳定剂3808PP5以及步骤1)制备的玻璃纤维改性剂按照比例加入到高速混合机30min，使混合 均匀后出料备用。

4)将步骤3)混合的物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品。

三个实施例制备的改进聚碳酸酯材料注塑成防暴头盔盔壳，进行抗冲击性能测试。 根据WHB929-2015《15武警防暴头盔制造与验收技术条件》测试要求，产品承受49J能量冲击、冲击传递到试验头盔头模上力应小于4900N。测试结果满足要求，制备的高抗 冲聚碳酸酯材料性能优异，可以应用到防暴器材领域。

对比例1

采用为改性的聚碳酸酯材料注塑成防暴头盔盔壳。

对比例2

与实施例3的配方区别为：未加入增韧剂，得到的防暴头盔盔壳参数与实施例1-3数据对比如下：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改变和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，按照重量份数计，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述增韧剂为POE辛烯和聚烯烃树脂或POE接枝马来酸酐中的一种或两种混合。

3.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述相容剂为聚丙烯树脂接枝不饱和羧酸或酸酐。

4.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸、聚丙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝丙烯酸或聚丙烯接枝丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂1098中的一种或多种混合。

6.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

7.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述光稳定剂为氰特光稳定剂3808PP5。

8.根据权利要求1所述的一种高抗冲聚碳酸酯材料，其特征在于，所述玻璃纤维选自无碱玻璃玻纤短纤、长纤的一种。

9.制备权利要求1-8任意所述高抗冲的聚碳酸材料的方法，包括如下步骤：

1)按照权利要求1所述原材组分及重量份准备各原材料；

2)将玻璃纤维、相容剂、偶联剂在高速混合机中搅拌均匀，搅拌时间5-10min，制备得到玻璃纤维改性剂，出料备用；

3)将聚碳酸酯放入鼓风干燥箱中干燥待用，干燥温度：120℃±5℃，时间4-6；

4)将聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、光稳定剂以及玻璃纤维改性剂加入到高速混合机10-30min，使混合均匀后出料备用：

5)将步骤4)得到的混合物料加入到双螺杆挤出机中，在260℃-290℃经熔融混炼挤出、冷却、造粒，得到成品高抗冲聚碳酸酯材料。

10.一种高抗冲聚碳酸酯材料的应用，其特征在于，所述材料应用于制作防暴头盔、防暴盾牌。