專(zhuān)利名稱(chēng)：一種玻纖增強(qiáng)pc/pe合金材料及其制備方法
一種玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料及其制備方法本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料及其制 備方法。玻纖增強(qiáng)PC材料由于其良好的強(qiáng)度、韌性和熱性能而廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)、電子電 器、家電材料等領(lǐng)域。然而，由于PC是一種非結(jié)晶材料，而且加工過(guò)程中的粘度很高，因此 玻纖增強(qiáng)PC材料中的玻璃纖維較難按照一定的方向排列，注塑得到的產(chǎn)品表面容易出現(xiàn) 浮纖、粗糙不光滑等問(wèn)題。目前對(duì)于解決玻纖增強(qiáng)PC表面的浮纖問(wèn)題一般的辦法是1、PC材料中添加一定比例的高流動(dòng)性的與PC相容性好的聚酯如PBT，藉以提高材 料整體的流動(dòng)性，從而有利于玻纖在材料中的有序排列；同時(shí)，PBT在注塑過(guò)程中由于流動(dòng) 性高于PC，因此注塑的時(shí)候“跑在”P(pán)C的前面，從而覆蓋在玻纖和PC材料的表面，形成表面 光滑的PBT層。但是，這種方法所帶來(lái)的問(wèn)題是，PC/PBT中不可避免的有一定程度的酯交 換，在不同的熱歷史中有不同的性能，而且PBT的加入會(huì)使玻纖增強(qiáng)PC材料的強(qiáng)度和熱變 形溫度有一定程度的劣化，從而限制了玻纖增強(qiáng)PC材料的用途。2、增強(qiáng)PC材料中的增強(qiáng)組分不使用玻璃纖維或者碳纖維，改用鱗片狀或者片層 狀的的滑石粉、云母，或者使用纖維狀的硅灰石粒子等無(wú)機(jī)填充材料，也能達(dá)到一定的增強(qiáng) 效果和尺寸穩(wěn)定性，而且表面外觀較好。但是這些無(wú)機(jī)填充材料的對(duì)PC的增強(qiáng)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn) 低于玻纖的增強(qiáng)效果，而且韌性、強(qiáng)度、熱變形溫度都大為劣化了，尤其對(duì)于某些結(jié)構(gòu)部件， 如需要攻螺絲、卡扣部位、需要受力的結(jié)構(gòu)，如電表外殼等還需要較高的耐熱性能要求的產(chǎn) 品，其使用范圍受到了很大的限制。目前行業(yè)中對(duì)于使用PC/PE合金材料來(lái)降低PC的加工粘度也有一定的報(bào)導(dǎo)和進(jìn) 展，但是PC和PE兩種組分的相容性較難解決，導(dǎo)致了 PC/PE合金的性能低下，降低了 PC/PE 合金材料的實(shí)用性。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種PC和PE兩種組分的相容性較好，材料的韌 性和強(qiáng)度較高，表面質(zhì)量較好的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料。本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料的制 備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材 料，按重量份由以下組分組成聚碳酸酯100高密度聚乙烯 2 20馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯
1 10滑石粉0.5 5玻璃纖維5 25加工助劑0.1 2。所述的馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯是由以下重量份 的原料制備而成高密度聚乙烯100馬來(lái)酸酐0.5 2甲基丙烯酸縮水甘油酯 0. 5 2苯乙烯0.5 2雙叔丁基過(guò)氧化異丙基苯0. 1 0. 5。在馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯中，馬來(lái)酸酐和甲基丙 烯酸縮水甘油酯的接枝率為0. 5% 2. 5%。所述的聚碳酸酯為粘均分子量為20000 30000的雙酚A型聚碳酸酯，熔融指數(shù) 為18g/10min以上，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度600J/m以上；所述的高密度聚乙烯的熔融指數(shù)為 0.5 5g/10mino所述的滑石粉經(jīng)過(guò)活化預(yù)處理，粒度為1250目 5000目；所述的玻璃纖維為無(wú)堿 玻纖，氧化鈉含量小于2%，直徑為6 17微米。所述的加工助劑包括抗氧劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑，三者的重量比例為1 :4.8 5. 2 1. 8 2. 2。所述的抗氧劑為受阻酚類(lèi)的四[甲基-0-(3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸 酯]季戊四醇酯；所述的偶聯(lián)劑為氨丙基三乙氧基硅烷或Y_(2、3環(huán)氧丙氧)丙基三 甲氧基硅烷；所述的潤(rùn)滑劑為改性乙撐雙硬酯酰胺。以上所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，按重量份可以由以下組分組成聚碳酸酯100高密度聚乙烯5 8馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯4 6滑石粉1 2. 5玻璃纖維10 20加工助劑0.5 1。一種上述玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料的制備方法的技術(shù)方案是，包括以下制備步 驟a、在雙螺桿擠出機(jī)中用熔融反應(yīng)共混的方式制備馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘 油酯雙接枝高密度聚乙烯；b、分別將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高 密度聚乙烯和滑石粉在烘箱中按照下述烘料溫度和烘料時(shí)間烘好之后，按照權(quán)利要求1的 重量份分別稱(chēng)取原料聚碳酸酯 80 120°C 2 5h
馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯60 90°C 2 5h高密度聚乙烯 60 90°C 2 5h滑石粉80 120°C 2 5h ；c、將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高密度 聚乙烯和偶聯(lián)劑在中速混合器中預(yù)混合2 10分鐘，然后再加入加工滑石粉和其余助劑混 合5 15分鐘；d、將混合好的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒，玻纖從雙螺桿擠出機(jī) 的側(cè)喂料口加入。其工藝為螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速為300 500轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺 桿擠出機(jī)螺桿各段的溫度為250°C 300°C，機(jī)頭溫度為280°C 320°C，物料在料筒中停留 時(shí)間2 3分鐘,熔體壓力為15 25MPa。所述的馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯由以下重量份的 原料制備而成高密度聚乙烯100馬來(lái)酸酐0. 5 2甲基丙烯酸縮水甘油酯 0. 5 2苯乙烯0.5 2雙叔丁基過(guò)氧化異丙基苯0. 1 0. 5 ；制備馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯的工藝條件為雙螺 桿擠出級(jí)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，喂料轉(zhuǎn)速為100 200轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機(jī)螺桿各段 溫度150 180°C，機(jī)頭溫度170°C 190°C，物料在料筒中停留時(shí)間3 5分鐘，熔體壓力 為 15 25MPa。本發(fā)明用自制的PE-g-MAH/GMA作為玻纖增強(qiáng)PC材料中PC/PE的相容劑和增韌改 性劑，改善了玻纖與樹(shù)脂基體的親和能力，從而得到良好表面外觀和較好性能的玻纖增強(qiáng) PC/PE合金材料。本發(fā)明的有益效果是1、通過(guò)在玻纖增強(qiáng)PC合金材料中添加高密度聚乙烯(HDPE)樹(shù)脂后，整體材料的 缺口沖擊韌性有比較好的改善，熱變形溫度得到比較好的保留，熔體粘度得到較大的降低， 因此改善了增強(qiáng)PC合金材料表面的玻纖分布效果，擴(kuò)大了增強(qiáng)PC合金材料在高耐熱、高韌 性材料領(lǐng)域的使用，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。2.、本發(fā)明中采用的原料和助劑，如PC、HDPE、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯 雙接枝高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH/GMA)、滑石粉、玻璃纖維、加工助劑等組分，均為價(jià)格低 廉的市售產(chǎn)品或自備產(chǎn)品，材料的生產(chǎn)成本較低；本發(fā)明提供的玻纖增強(qiáng)聚碳酸酯材料的 制備工藝簡(jiǎn)單、成本低。3、本發(fā)明使用自制的接枝PE作為玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料的增容增韌，降低了材 料加工過(guò)程中的熔體粘度，從而降低了加工溫度，使復(fù)合材料的加工溫度范圍明顯變寬、加 工條件的可調(diào)節(jié)性提高，更加易于注塑一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件。[具體實(shí)施方式
]本發(fā)明涉及的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料中，使用了在PC材料中添加聚乙烯(PE) 組分得到PC/PE合金的方式，來(lái)降低了玻纖增強(qiáng)PC材料的加工粘度、提高了其加工流動(dòng)性。 同時(shí)，在PC中加入PE，還可以改進(jìn)玻纖增強(qiáng)PC材料的厚壁耐沖擊性。用于制備PC/PE合金的PE可以是高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線 性低密度聚乙烯(LLDPE)。不同類(lèi)型(如熔點(diǎn)、流動(dòng)性方面的差異)的PE對(duì)所得PC/PE合 金材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響不同。相對(duì)而言，HDPE的粘度較高，比較接近PC的粘度，因此 更加適于與PC共混成合金。PC/PE共混體系的分子鏈結(jié)構(gòu)、形態(tài)、溶解度參數(shù)以及粘彈性等相差較大，PC和PE 分別屬于極性和非極性、非結(jié)晶和半結(jié)晶材料，因此PC/PE屬于極不相容體系。為了得到理 想性能的PC/PE合金材料，最實(shí)用、有效的方式是添加合適的相容組分，其本質(zhì)特征是在加 工過(guò)程中使共混組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成接枝或嵌段共聚物作為共混增容劑，使共混 組分間良好的分散并增強(qiáng)界面結(jié)合。其基本要求在于共混聚合物分子鏈主鏈中含有反應(yīng)活 性的功能基團(tuán)，如環(huán)氧基團(tuán)、酸酐基團(tuán)、磺酸基團(tuán)等，這些基團(tuán)的特點(diǎn)是與帶有氨基、羧基等 基團(tuán)的聚合物的反應(yīng)活性高，而且反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有小分子物質(zhì)生成。對(duì)于PC/PE合金材料，可以列舉的相容劑有馬來(lái)酸酐(MAH)接枝PE，丙烯酸類(lèi) (MA)接枝PE，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)接枝PE，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，甲 基丙烯酸_ 丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 (SEBS)，苯乙烯接枝烯丙基雙酚A (PE-g-DBAE)，馬來(lái)酸酐接枝SEBS (SEBS-g-MAH)等?？紤] 到PE-g-MAH對(duì)于改善PC與PE組分、玻纖與樹(shù)脂組分的相容性方面的優(yōu)勢(shì)，以及PE-g-GMA 對(duì)于改善玻纖增強(qiáng)PC材料的任性、提高玻纖與樹(shù)脂基體的親和性這兩者的作用，本發(fā)明中 提到的這種自制的PE接枝物是HDPE與馬來(lái)酸酐(MAH)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的 雙接枝物，使制得的PE接枝物同時(shí)兼具增容、增韌的作用。該接枝物中的HDPE部分用于連 接PC/PE合金中的PE部相，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)分子中含有很高反應(yīng)活性的環(huán)氧 基團(tuán)，馬來(lái)酸酐(MAH)分子中含有高反應(yīng)活性的酸酐基團(tuán)，接枝在PE分子鏈上的這兩種基 團(tuán)可以在共混反應(yīng)體系中與聚碳酸酯分子鏈中的端羧基、端羥基發(fā)生反應(yīng)，從而提高此接 枝物與極性高聚物的相容性。目前該接枝物可用于工業(yè)化生產(chǎn)的合成方式可以列舉的有間斷式的溶液聚合 法、單體聚合法、固相接枝法、懸浮接枝法，連續(xù)式的熔融聚合法等。本發(fā)明中所使用的方法 為在雙螺桿擠出級(jí)中的連續(xù)式熔融反應(yīng)擠出，通過(guò)控制雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速控制物料 在螺桿中的停留時(shí)間，進(jìn)而控制接枝反應(yīng)時(shí)間。對(duì)于該接枝反應(yīng)過(guò)程，為了得到較高的接枝 率，擠出機(jī)優(yōu)選的螺桿轉(zhuǎn)速為100 200轉(zhuǎn)/分鐘，過(guò)高的轉(zhuǎn)速使反應(yīng)時(shí)間過(guò)短、反應(yīng)不完 全、接枝率過(guò)低，過(guò)低的轉(zhuǎn)速使反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、得到的接枝物降解黃化現(xiàn)象嚴(yán)重。對(duì)于該接枝反應(yīng)的引發(fā)過(guò)程，比較理想的引發(fā)劑必須具有的以下特征非氧化性、 具有取代氫的能力以及相應(yīng)接枝反應(yīng)條件下的引發(fā)半衰期。對(duì)于PE接枝反應(yīng)，可以列舉的 引發(fā)劑有過(guò)氧化二苯甲酰(BP0)、過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、二叔戊基過(guò)氧化物(DTBP)，在這 些類(lèi)型的引發(fā)劑中，考慮到引發(fā)效率、引發(fā)半衰期、加工溫度、加工過(guò)程中的氣味性、價(jià)格等 因素，本發(fā)明中所使用的引發(fā)劑是雙叔丁基過(guò)氧化異丙基苯(BIBP)。在熔融接枝反應(yīng)過(guò)程中，PE容易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，這一副反應(yīng)的存在嚴(yán)重的影響著
7接枝物的使用。為減輕副反應(yīng)，在GMA和MAH作為第一單體的情況下，引入給電子體的第 二單體，這樣的單體可以列舉出苯乙烯(St)、丙烯酰胺、丙烯酸酯類(lèi)、馬來(lái)酸酯類(lèi)等。這些 第二單體中的給電子基團(tuán)(含氮化合物、含硫化合物、含磷化合物)在抑制MAH自聚的同 時(shí)，可以抑制PE大分子自由基的交聯(lián)反應(yīng)，從而提高接枝率。但是，在第二單體的給電子能 力如若過(guò)強(qiáng)，則將會(huì)降低PE-g-MAH/GMA的接枝率。綜合以上原因，在本發(fā)明中選用苯乙烯 (St)作為接枝反應(yīng)過(guò)程的第二單體。為了達(dá)到目標(biāo)中所期望得到的力學(xué)性能和表面分散效果，必須對(duì)滑石粉進(jìn)行表面 的活化預(yù)處理在較高的溫度下，將已經(jīng)稀釋好的偶聯(lián)劑，如硅烷系偶聯(lián)劑、鈦酸酯系偶聯(lián) 劑等偶聯(lián)劑對(duì)滑石粉進(jìn)行表面活化處理。作為這種硅烷系偶聯(lián)劑，可以?xún)?yōu)選出端基為環(huán)氧 基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，另外也可以選用端基為氨基的硅烷偶聯(lián)劑，也可以選用兩種偶聯(lián)劑的 混合物。必須說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，端基為環(huán)氧集團(tuán)或者氨基的硅烷偶聯(lián)劑在對(duì)滑石粉的 表面活化效果方面，是相差無(wú)幾的，所不同的是，端基為氨基的硅烷偶聯(lián)劑相較端基為環(huán)氧 基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑更加耐高溫一些。硅烷系偶聯(lián)劑和鈦酸酯系偶聯(lián)劑在對(duì)滑石粉的表面活 化處理的效果方面，表現(xiàn)為對(duì)最終產(chǎn)品的力學(xué)性能稍有差異，經(jīng)硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑活化處理后 得到的玻纖增強(qiáng)聚碳酸酯材料的剛性得到了一定程度的提高，而鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑的結(jié)果則 是沖擊韌性有一定程度的改善。對(duì)于活化處理的過(guò)程，本發(fā)明優(yōu)選的條件為75°C以上，加入適量的硅烷系偶聯(lián)劑 后，在高速攪拌器中混合2 4小時(shí)；經(jīng)過(guò)處理后的滑石粉，表面為非極性狀態(tài)，與工程塑料 樹(shù)脂基體具有良好的相容性。未處理的的滑石粉表面是極性的，經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑活化處理后的 滑石粉表面是非極性的，因此，作為檢驗(yàn)活化處理的結(jié)果優(yōu)劣程度的最簡(jiǎn)便的考核方式，是 將處理后的滑石粉撒在清水上面，如果滑石粉漂浮在水面上，則表明滑石粉的表面已經(jīng)是 很好的極性狀態(tài)，偶聯(lián)劑已經(jīng)對(duì)滑石粉進(jìn)行了很好的活化處理。這樣的硅烷系偶聯(lián)劑，在市面上可以有很多的選擇，如，可以選擇國(guó)內(nèi)的KH-550、 KH-560、KH-570,國(guó)外 A-1100、A-187、A-174、KR-TTS、KR-138 (美國(guó)聯(lián)合碳化物公司)，Z-6011、 SH-6030(美國(guó)道康寧化學(xué)公司)，KBM-903、KBM-403、KBM-503(日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社)等。由于滑石粉為片狀、潤(rùn)滑等結(jié)構(gòu)和性能特征，在玻纖增強(qiáng)PC材料中加入滑石粉， 可以在一定程度上達(dá)到降低熔體粘度、促進(jìn)玻纖在樹(shù)脂中的有序排列分布；同時(shí)，滑石粉對(duì) 于PE的結(jié)晶過(guò)程也有一定的促進(jìn)作用。同時(shí)，由于滑石粉具有較高的剛性等增強(qiáng)效果，因 此可以少量部分的替代以減少該增強(qiáng)PC中玻纖的加入，同樣對(duì)該增強(qiáng)PC材料所制得的制 件的表面效果有一定的改善作用。用于熱塑性塑料增強(qiáng)作用的玻璃纖維，根據(jù)玻纖中堿含量的高低，可分為無(wú)堿玻 璃纖維(氧化鈉0% 2%，屬鋁硼硅酸鹽玻璃)、中堿玻璃纖維(氧化鈉8% 12%，屬含 硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃)和高堿玻璃纖維(氧化鈉13%以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃)。 其中，無(wú)堿玻纖耐酸、耐電和力學(xué)性能優(yōu)于堿含量高的玻纖，而且考慮到玻纖中殘余堿性對(duì) PC分子鏈的斷裂、降解作用，本發(fā)明使用的玻纖優(yōu)選無(wú)堿玻纖。在以下的實(shí)施案例中，性能的測(cè)試和表征均依據(jù)ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(International Standards Organization國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)；測(cè)試條件均為23°C、53%相對(duì)濕度。拉伸強(qiáng)度/斷裂伸長(zhǎng)率IS0 527 ；彎曲強(qiáng)度/彎曲模量ISO 178 ；
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懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度ISO 179 ；熱變形溫度:IS0 75(1. 82Mpa條件下)；表面的玻纖分布，以表面完全均勻分布為上限，以玻纖完全不能分散開(kāi)為下限，設(shè) 定五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，5分為上限、表面非常完美、玻纖完全均勻分布，次之為4份，直至1分的下 限、表面浮纖嚴(yán)重、玻纖完全未分散開(kāi)。在以下的實(shí)施案例中，PC材料可以使用TEIJIN的1225L，BAYER的2405，D0W的 201-15中之一 ；HDPE可以選用國(guó)內(nèi)蘭州石化、大慶石化、揚(yáng)子石化等的5000S型號(hào)，或者選 用吉林石化的JHC7260、JHM9455F、JHMGC100S等型號(hào)之一；玻璃纖維可以選用美國(guó)PPG公 司的HP3540或者國(guó)內(nèi)公司中的巨石集團(tuán)的560H、重慶國(guó)際復(fù)合材料的ECS303H等型號(hào)之 一；抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，選用Ciba公司生 產(chǎn)，商品牌號(hào)分別為IrganoxlOlO。硅烷偶聯(lián)劑選用美國(guó)道康寧的SH-6030或者日本信越的 KBM-503兩者之一；甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、馬來(lái)酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、雙叔丁基 過(guò)氧化異丙基苯(BIBP)均選用市售的分析純級(jí)別純度。制備馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯的工藝條件為雙螺 桿擠出級(jí)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，喂料轉(zhuǎn)速為100 200轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機(jī)螺桿各段 溫度150 180°C，機(jī)頭溫度170°C 190°C，物料在料筒中停留時(shí)間3 5分鐘，熔體壓力 為 15 25MPa。下表為不同原料配比、工藝條件所得到的PE接枝物接枝率的對(duì)比 將以上實(shí)施例均可以用于制備本發(fā)明的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，以下以實(shí)施例 5中所得的馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯為例用于后續(xù)玻纖增強(qiáng) PC/PE合金材料的制備(實(shí)施例8 實(shí)施例13)，其中實(shí)施例2和實(shí)施例6分別用于對(duì)比例 3和對(duì)比例2中。玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料的制備工藝是a、分別將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高密度聚乙烯和滑石粉在烘箱中按照下述烘料溫度和烘料時(shí)間烘干聚碳酸酯80 120°C 2 5h馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯60 --90 °C2 --5h
高密度聚乙烯60 --90 °C2 --5h
滑石粉80 --120°C2 --5hb、按照配方規(guī)定的重量份分別稱(chēng)取原料；c、將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高密度 聚乙烯和偶聯(lián)劑在中速混合器中預(yù)混合2 10分鐘，然后再加入加工滑石粉和其余助劑混 合5 15分鐘；d、將混合好的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒，玻纖從雙螺桿擠出機(jī) 的側(cè)喂料口加入。其工藝為螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速為300 500轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺 桿擠出機(jī)螺桿各段的溫度為250°C 300°C，機(jī)頭溫度為280°C 320°C，物料在料筒中停留 時(shí)間2 3分鐘,熔體壓力為15 25MPa。下表為各組分原料劑所得的性能和外觀的對(duì)比 由以上實(shí)施例中可以知道，隨著玻纖含量的減少，玻纖增強(qiáng)PC合金的表面效果和 材料韌性提升、材料強(qiáng)度和熱變形溫度則有不少的下降；使用較多的PE接枝物對(duì)于提升材料的各項(xiàng)組分的親和、相容能力有較大的幫助，在數(shù)據(jù)上則表現(xiàn)為韌性和強(qiáng)度、材料的表面 效果都有不少的改善。綜合以上實(shí)施例的數(shù)據(jù)分析，玻纖增強(qiáng)PC合金材料中各組分的大致 比例在實(shí)施例9、實(shí)施例10、實(shí)施例11附近，可以得到綜合效果較為理想的材料。本發(fā)明的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料各項(xiàng)材料均較易得到、或者可以通過(guò)較為簡(jiǎn)單 的步驟制得，制作處理過(guò)程也較為簡(jiǎn)單，避免了過(guò)去在制備玻纖增強(qiáng)聚碳酸酯材料過(guò)程繁 瑣、性能與表面效果不能很好協(xié)調(diào)的弊端，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等同物界定。
1權(quán)利要求
一種玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，按重量份由以下組分組成聚碳酸酯100高密度聚乙烯2～20馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯1～10滑石粉 0.5～5玻璃纖維5～25加工助劑0.1～2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，所述的馬來(lái)酸酐_甲 基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯是由以下重量份的原料制備而成高密度聚乙烯100馬來(lái)酸酐0. 5 2甲基丙烯酸縮水甘油酯 0. 5 2 苯乙烯0.5 2雙叔丁基過(guò)氧化異丙基苯0. 1 0. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，馬來(lái)酸酐_甲基丙 烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯中，馬來(lái)酸酐和甲基丙烯酸縮水甘油酯的接枝率為 0. 5% 2. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯為粘 均分子量為20000 30000的雙酚A型聚碳酸酯，熔融指數(shù)為18g/10min以上，懸臂梁缺口 沖擊強(qiáng)度600J/m以上；所述的高密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 5 5g/10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，所述的滑石粉經(jīng)過(guò)活 化預(yù)處理，粒度為1250目 5000目；所述的玻璃纖維為無(wú)堿玻纖，氧化鈉含量小于2%，直 徑為6 17微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，所述的加工助劑包 括抗氧劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑，三者的重量比例為1 4. 8 5. 2 1.8 2. 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻 酚類(lèi)的四[甲基-0-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯；所述的偶聯(lián)劑 為氨丙基三乙氧基硅烷或Y-(2、3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的潤(rùn)滑劑為改 性乙撐雙硬酯酰胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料，其特征在于，按重量份由以下組分 組成聚碳酸酯100高密度聚乙烯 5 8馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯4 6 滑石粉 1 2. 5 玻璃纖維 10 20 加工助劑 0. 5 1。
9. 一種權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料的制備方法，其特征在于，包括以下 制備步驟a、在雙螺桿擠出機(jī)中用熔融反應(yīng)共混的方式制備馬來(lái)酸酐_甲基丙烯酸縮水甘油酯 雙接枝高密度聚乙烯；b、分別將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高密度 聚乙烯和滑石粉在烘箱中按照下述烘料溫度和烘料時(shí)間烘好之后，按照權(quán)利要求1的重量 份分別稱(chēng)取原料聚碳酸酯80 120°C 2 5h馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯60 --90 °C2 --5h高密度聚乙烯60 --90 °C2 --5h滑石粉80 --120°C2 --5hc、將聚碳酸酯、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯、高密度聚乙 烯和偶聯(lián)劑在中速混合器中預(yù)混合2 10分鐘，然后再加入加工滑石粉和其余助劑混合 5 15分鐘；d、將混合好的原料置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒，玻纖從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè) 喂料口加入，其工藝為螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，螺桿轉(zhuǎn)速為300 500轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠 出機(jī)螺桿各段的溫度為250°C 300°C，機(jī)頭溫度為280°C 320°C，物料在料筒中停留時(shí)間 2 3分鐘,熔體壓力為15 25MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述的馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水 甘油酯雙接枝高密度聚乙烯由以下重量份的原料制備而成高密度聚乙烯100馬來(lái)酸酐0. 5 2甲基丙烯酸縮水甘油酯0. 5 2苯乙烯0.5 2雙叔丁基過(guò)氧化異丙基苯0. 1 0. 5 ；制備馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯的工藝條件為雙螺桿擠 出級(jí)的螺桿長(zhǎng)徑比為40 1，喂料轉(zhuǎn)速為100 200轉(zhuǎn)/分鐘，雙螺桿擠出機(jī)螺桿各段溫 度150 180°C，機(jī)頭溫度170°C 190°C，物料在料筒中停留時(shí)間3 5分鐘，熔體壓力為 15 25MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料及其制備方法。玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料按重量份由以下組分組成聚碳酸酯100、高密度聚乙烯2～20、馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯1～10、滑石粉0.5～5、玻璃纖維5～25、加工助劑0.1～2。本發(fā)明因用自制的馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯雙接枝高密度聚乙烯作為玻纖增強(qiáng)PC材料中PC/PE的相容劑和增韌改性劑，改善了玻纖與樹(shù)脂基體的親和能力，從而得到良好表面外觀和較好性能的玻纖增強(qiáng)PC/PE合金材料。
文檔編號(hào)C08K9/04GK101875770SQ20101022772
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者徐東, 徐永, 譚善興 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司