一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。聚碳酸酯复合材料，按重量百分比由以下组分组成：PC树脂98.7-99.3％；分散剂0.1-0.2％；耐水解剂0.05-0.1％；抗氧剂0.2-0.5％；加工助剂0.2-0.5％。本发明的聚碳酸酯复合材料透明度高、耐水解性能好，适合在高温高湿环境中使用。本发明制备方法简单，改善效果明显，成本低廉，具有很好的市场应用价值。

权利要求

1.一种聚碳酸酯复合材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：

所述的耐水解剂为环氧类聚合物，所述的环氧类聚合物含有双酚A及乙胺基、环氧基官能团。

2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的PC树脂为双酚A 型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为25000-30000。

3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的分散剂为白矿油。

4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类的复配。

5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为EBS(N,N'-乙撑双硬脂酰胺)。

6.一种权利要求1所述聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a）按照权利要求1所述的重量百分比称取原料；b）PC树脂在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂混合8-12分钟，冷却至温度30-35℃，再加入耐水解剂，混合8-12分钟，再加入抗氧剂与加工助剂，混合均匀。

7.根据权利要求6所述聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，混合均匀的原料经双螺杆挤出造粒，工艺参数为：一区温度100-130℃，二区温度220-230℃，三区温度225-235℃，四区温度230-240℃，五区温度225-240℃，六区温度230-245℃，七区温度

230-245℃，八区温度235-245℃，模头温度230-240℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

说明书

一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法

[技术领域]

[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。[背景技术]

[0002] 双酚A型芳香族聚碳酸酯(PC)，是一种无色透明的无定性热塑性材料。化学名：2，2′-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯。在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60-120℃下长期使用；无明显熔点，在220-230℃呈熔融状态；分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、不耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。

[0003] 聚碳酸酯的应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。

[0004] 聚碳酸酯吸水率较低，饱和吸水率仅为0.3％，但因其结构中含有酯基，微量的水分极易促进酯基的水解，所以在使用PC料前，必须将其进行干燥处理，干燥条件一般为120-130度，4-6小时，吸水率须低于0.02％，方可使用。

[0005] 普通环境使用时，做好干燥工作即可，若制件长期在高温高湿等较特殊环境中使用，就须改善聚碳酸酯的耐水解性能。[发明内容]

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种透明度高、耐水解性能好，可以在高温高湿环境中使用的聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种聚碳酸酯复合材料，按重量百分比由以下组分组成：

[0008] PC树脂 98.7-99.3％；

[0009] 分散剂 0.1-0.2％；

[0010] 耐水解剂 0.05-0.1％；

[0011] 抗氧剂 0.2-0.5％；

[0012] 加工助剂 0.2-0.5％。

[0013] 所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量分子量为25000-30000。

[0014] 所述的分散剂为白矿油。

[0015] 所述的耐水解剂为环氧类聚合物，所述的环氧类聚合物含有双酚A及乙胺基，环氧基官能团。。

[0016] 所述的抗氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类的复配。

[0017] 所述的加工助剂为EBS(N，N′-乙撑双硬脂酰胺)。

[0018] 一种上述聚碳酸酯复合材料的制备方法的技术方案，包括以下步骤：

[0019] a)按照上述的重量百分比称取原料；

[0020] b)PC树脂在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂混合8-12分钟，冷却至温度30-35℃，再加入耐水解剂，混合8-12分钟，再加入抗氧剂与加工助剂，混合均匀。

[0021] 以上所述聚碳酸酯复合材料的制备方法，混合均匀的原料经双螺杆挤出造粒，工艺参数为：一区温度100-130℃，二区温度220-230℃，三区温度225-235℃，四区温度230-240℃，五区温度225-240℃，六区温度230-245℃，七区温度230-245℃，八区温度
235-245℃，模头温度230-240℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

[0022] 本发明的聚碳酸酯复合材料透明度高、耐水解性能好，适合在高温高湿环境中使用。本发明制备方法简单，效果明显，成本低廉，具有很好的市场应用价值。[具体实施方式]

[0023] 下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：

[0024] 在以下实施例中，PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量分子量为25000-30000，选用日本出光的IR2200。

[0025] 分散剂为白矿油。为无色、无味透明液体，具有化学惰性、光安定等性能，基本组成为饱和烃结构，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零。选用壳牌工业级15#白矿油。

[0026] 耐水解剂为环氧类聚合物，含有双酚A及乙胺基、环氧基等官能团，其中双酚A的结构的主要作用是加强助剂与PC树脂的相容性，环氧基团的主要作用是主要保护酯基。耐水解剂选用东莞三合化工公司的Sanwell AH210。它既可降低材料的吸水率，保证材料在特殊环境中正常地使用，又能保持PC材料原有的透明性

[0027] 抗氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类的复配。选用汽巴公司的抗氧剂1076——β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和168——三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。

[0028] 加工助剂为EBS(N，N′-乙撑双硬脂酰胺)，它具有内外润滑效果和降粘作用，降低加工设备的磨损，并可赋予产品良好的外观和光泽。选用的牌号为韩国牌号为HI-LUB的EBS 120D。

[0029] 实施例1

[0030] 按重量百分比称取原料：PC树脂98.8％，分散剂0.2％，耐水解剂AH210 0.1％，抗氧剂1076 0.3％，抗氧剂168 0.2％，润滑剂EBS 0.4％。

[0031] 将PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂高速混合10分钟，停止搅拌，冷却直到温度降为30-35℃，再加入耐水解剂，同样高速混合10分钟，再加入抗氧剂与加工助剂再高速混合均匀。经双螺杆挤出造粒，冷却切粒即可。

[0032] 造粒机为35#双螺杆挤出机，工艺参数为：一区温度130℃，二区温度230℃，三区温度235℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度245℃，七区温度245℃，八区温度245℃，模头温度240℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

[0033] 实施例2

[0034] 按重量百分比称取原料：PC树脂99.15％，分散剂0.1％，耐水解剂AH2100.05％，抗氧剂1076 0.1％，抗氧剂168 0.1％，润滑剂EBS 0.5％。

[0035] 将PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂高速混合10分钟，停止搅拌，冷却直到温度降为30-35℃，再加入耐水解剂，同样高速混合10分钟，再加入抗氧剂与加工助剂再高速混合均匀。经双螺杆挤出造粒，冷却切粒即可。

[0036] 造粒机为35#双螺杆挤出机，工艺参数为：一区温度110℃，二区温度225℃，三区温度230℃，四区温度235℃，五区温度235℃，六区温度240℃，七区温度235℃，八区温度240℃，模头温度235℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

[0037] 实施例3

[0038] 按重量百分比称取原料：PC树脂99.22％，分散剂0.1％，耐水解剂AH2100.08％，抗氧剂1076 0.2％，抗氧剂168 0.2％，润滑剂EBS 0.2％。

[0039] 将PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂高速混合10分钟，停止搅拌，冷却直到温度降为30-35℃，再加入耐水解剂，同样高速混合10分钟，再加入抗氧剂与加工助剂再高速混合均匀。经双螺杆挤出造粒，冷却切粒即可。

[0040] 造粒机为35#双螺杆挤出机，工艺参数为：一区温度120℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度240℃，五区温度230℃，六区温度235℃，七区温度240℃，八区温度245℃，模头温度240℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

[0041] 对比例1

[0042] 按重量百分比称取原料：PC树脂98.8％，分散剂0.2％，抗氧剂1076 0.3％，抗氧剂168 0.2％，润滑剂EBS 0.5％。

[0043] 将PC树脂放在鼓风干燥机中于110℃-130℃的温度下干燥3-5小时，加入分散剂高速混合10分钟，停止搅拌，冷却直到温度降为30-35℃，再加入抗氧剂与加工助剂再高速混合均匀。经双螺杆挤出造粒，冷却切粒即可。

[0044] 造粒机为35#双螺杆挤出机，工艺参数为：一区温度100℃，二区温度220℃，三区温度225℃，四区温度230℃，五区温度225℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度235℃，模头温度230℃，螺杆转速380r/min，喂料35r/min。

[0045] 实施结果测试及数据

[0046] 将制备好的透明耐水解PC粒子置于温度为120-130℃的鼓风干燥箱中干燥4-6小时，在80T注塑机上制样，冷却放置24小时候后备用。每个实施例各取三根直接测试，作为空白实验。另各准备六根样条：其中三根样条置于温度为70℃，湿度为95％的恒温恒湿箱中120个小时；另三根样条放于沸水中加热72小时，均测试实验后的样条性能。测试标准为美国标准。拉伸强度标准：ASTMD638，试样类型为I型，样条尺寸为57mm*13mm*3.2mm(有效尺寸)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度标准：ASTM D790，样条尺寸为128mm*13mm*3.2mm，弯曲速度为20mm/min；悬臂梁冲击标准：ASTM D256，样条尺寸为63.5mm*12.7mm*3.2mm，缺口剩余宽度为10.71mm；热变形温度标准：ASTM D648/载荷1.82MPa，样条尺寸为128mm*13mm*6.4mm；透光度标准：ASTM D1003-00，色板尺寸为：40mm*40mm*2.0mm。

[0047] 试验结果对照表

[0048]实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
PC树脂 98.8 99.1 99.22 98.8
白矿油 0.2 0.1 0.1 0.2
AH210 0.1 0.05 0.08 0
1076 0.3 0.1 0.2 0.3
168 0.2 0.1 0.2 0.2
EBS 0.4 0.5 0.2 0.5
拉伸强度/Mpa
正常、不处理 59.8 60.4 62.1 61.2
70℃/95％/120H 56.4 51.3 54.3 41.1
水煮/72H 55.1 52.7 55.1 40.5
断裂伸长率/％
正常、不处理 103.5 100.8 122.4 110.6
70℃/95％/120H 98.4 87.1 108.5 75.2
水煮/72H 86.5 89.4 110.8 76.8
弯曲强度/Mpa
正常、不处理 93.7 96 94.7 95.4
70℃/95％/120H 94.2 81.6 82.1 56.9
水煮/72H 89.6 83.2 80.8 60.7
弯曲模量/Mpa
正常、不处理 2491 2456 2513.5 2471.3
70℃/95％/120H 2601.3 2088 2264 1650.2
水煮/72H 2511.1 2140 2304.2 1512.6
冲击强度J/m
正常、不处理 681.6 659 726.3 751.8

[0049]