耐磨抗靜電抑菌pc復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及是一種高分子材料領域的改性技術，具體涉及一種改性PC(聚碳酸 酯）復合材料及其制備方法，該復合材料含有MffCNT - g - SiO2 - NH2 (氨基改性二氧化硅接 枝包覆改性多壁碳納米管），具有優(yōu)異機械力學性能、流動性、耐磨、抗靜電和抑菌特性。
【背景技術】
[0002] PC是性能優(yōu)異的工程塑料，具有良好的綜合性能，其機械強度高、耐沖擊韌性好、 尺寸穩(wěn)定、耐熱性好，是制造上網(wǎng)卡和手機、打印機等電子電器器械外殼的理想材料。目前 人們對這些電子電器器械外殼的要求越來越高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一、良好的耐磨 耐刮擦性能，滿足長期使用需求；二、抗靜電特性，減少灰塵吸附，提高耐沾污性能并為內(nèi)部 電子元器件提供穩(wěn)定的工作環(huán)境；三、抑菌特性，對于手機殼等經(jīng)常與人體接觸的電子器械 外殼，易附生細菌等微生物，抑菌特性有助于減少有害病菌的感染。
[0003] 經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN104513469A，公開（公告）日 2015.04. 15,公開了一種抗靜電抗菌PC/ABS復合材料。其特點是通過在配方中添加一定重 量份的納米抗菌劑、抗靜電劑和耐磨劑使得該材料獲得耐磨、抗靜電和抑菌的功能。在高分 子聚合物材料中直接添加無機填料，不利于各組分的分散，制備的材料性能穩(wěn)定性較差。且 材料沖擊韌性無法得到保持。
[0004] 中國專利文獻號CN102875955A，公開（公告）日2013. 01. 16,公開了一種具備長 效抗菌作用的塑料材料及其制備方法。其特點是按重量百分比，包括組分：ABS20 - 95%， 聚碳酸酯〇 - 80%，相容劑0 - 10%，抗菌劑0. 5 - 5%，加工助劑0. 1 - 1 %，所述的相容劑為 ABS接枝馬來酸酐和/或SBS接枝馬來酸酐；所述的抗菌劑為含金屬離子的硅酸鹽抗菌劑。 該材料不具有耐磨和抗靜電作用，機械力學性能相對較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提出了一種耐磨抗靜電抑菌PC復合材料 及其制備方法，該復合材料具有良好的抗靜電、抑菌和耐磨性能，能夠廣泛應用于上網(wǎng)卡和 手機、打印機等電子電器器械外殼。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明涉及一種耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，通過將PC SiO2 -NH2 -g - PC (聚碳酸酯接枝氨基改性二氧化硅接枝包覆改性多壁碳納米管）母粒熔融 共混得到，其中：MWCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC 母粒通過將 MffCNT - g - SiO2 - NH2、DBTO(氧 化二丁基錫）和PC密煉接枝得到。
[0008] 所述的熔融共混優(yōu)選進一步添加抗氧劑和熱穩(wěn)定劑。
[0009] 所述的熱穩(wěn)定劑為有機錫類熱穩(wěn)定劑、金屬皂類熱穩(wěn)定劑一種或幾種，優(yōu)選馬來 酸錫鹽有機錫熱穩(wěn)定劑。
[0010] 所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或幾種組合，優(yōu)選 為抗氧劑1010或抗氧劑168,即四[甲基-β - (3, 5 -二叔丁基-4 -羥基苯基）丙酸酯] 季戊四醇或三[2, 4 -二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
[0011] 所述的PC和MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒在高速混合機中以100 - 200r/min 的速度高速共混5min。
[0012] 所述的熔融共混采用雙螺桿擠出機，螺桿轉速為250 - 350r/min，停留時間為 I - 2min〇
[0013] 所述的熔融共混的各區(qū)溫度為：一區(qū)溫度為220°C，二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度 為240°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為260°C，六區(qū)溫度為270°C，七區(qū)溫度為270°C，八區(qū) 溫度為270°C，九區(qū)溫度為260°C。
[0014] 所述的密煉接枝是指：將MffCNT - g - SiO2 -NH2、DBTO和PC投入密煉機進行接枝反 應，250 - 260°C密煉20 - 30min，取出破碎，獲得均勻的MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒。
[0015] 所述的MffCNT - g - SiO2 - NH2通過以下方式制備得到：對SiO 2進行氨基改性得到 SiO2 - NH2,然后加入干燥的醇化改性MWCNT，充分混合后制得MffCNT - g - SiO2 - NH2。 技術效果
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過密煉接枝制得MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒，進 而與PC共混熔融制得耐磨抗靜電抑菌PC復合材料，其中：MWCNT具有良好的導電特性，能 有效提升PC復合材料的抗靜電特性；SiO2經(jīng)過氨基改性，不僅能有效抑菌，而且保留了耐 磨特性；添加了 MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒的PC復合材料還具有較高的拉伸強度和 岡IJ性。本發(fā)明采用母粒法添加 MffCNT - g - SiO2 - NH2，有利于添加組分在PC中的分散，同時 易于生產(chǎn)操作。
【具體實施方式】
[0017] 下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。 實施例1
[0018] 以下實施例中使用的：乙醇為國藥集團上海實驗試劑有限公司的95 %乙醇； MffCNT為中科時代納米的M1205,平均直徑20 -30nm ;Si02為北京航天賽德的超細二氧化硅， 粒徑IOnm ;氨水為國藥集團上?；瘜W試劑有限公司的比重99. 7%濃氨水；PC為GE公司的 雙酚A型聚碳酸酯PC lexanl41R，分子量為25000 -28000g/mol ;超聲設備采用40kHz美國 SONICS超聲設備；密煉機采用德國HAAKE公司Rheocord 90型；高速混合機采用張家港松 本SHR型；雙螺桿擠出機采用德國Berstorff公司生產(chǎn)的ZE - 25雙螺桿擠出機。
[0019] 本實施例包括以下步驟：
[0020] I) MffCNT - g - SiO2 - NH2制備：在三口燒瓶中裝入50 - 200mL乙醇，然后稱取 0. 2 -0. 5重量份的MffCNT加入三口燒瓶，超聲振蕩20 -60min，抽濾水洗5 -10次，將產(chǎn)物置 于60 - 80°C真空箱內(nèi)烘干，獲得干燥的醇化改性MWCNT，醇化率60 - 90% ;稱取2 - 5重量份 的SiO2加入到10 - 20mL氨水中，超聲振蕩并磁力攪拌I - 10h，反應之后得到SiO 2 - NH2 (氨 基改性二氧化硅），氨基化率30 - 80 % ;之后加入干燥的醇化改性MWCNT，超聲振蕩并磁力 攪拌5 - 10h，然后抽濾，將產(chǎn)物置于60 - 80°C真空箱內(nèi)2 - 5h，烘干得到MffCNT - g - SiO2 - NH2；
[0021] 2) MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC 母粒制備：將 PC、MffCNT - g - SiO2 -順2和 DBTO 按 重量份（90 -100) : (40 -50) : (0. 5 -1. 0)的比例投入哈克密煉機進行接枝反應，250 -260°C 密煉20 - 30min，取出破碎，獲得均勻的MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒；
[0022] 3)耐磨抗靜電抑菌PC復合材料制備：PC和MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒按 重量份100 : (5 - 40)的比例在高速混合機中以100 - 200r/min的速度高速共混5min ;
[0023] 4)耐磨抗靜電抑菌PC復合材料熔融共混擠出：雙螺桿擠出機螺桿轉速為 250 - 350r/min，停留時間為I - 2min，其中：熔融共混的各區(qū)溫度為：一區(qū)溫度為220°C， 二區(qū)溫度為230°C，三區(qū)溫度為240°C，四區(qū)溫度為250°C，五區(qū)溫度為260°C，六區(qū)溫度為 270°C，七區(qū)溫度為270°C，八區(qū)溫度為270°C，九區(qū)溫度為260°C。
[0024] 實施例中物料配比及物性如下：
[0025] 實施例中，添加了 MffCNT之后，PC復合材料表面電阻明顯下降，并隨^?!'^- SiO2 - NH2 - g - PC母粒添加含量增加而降低，抗靜電性最佳表面電阻達到了 108Ω。
[0026] 實施例中，添加了 SiO2 - NH2之后，PC復合材料金黃色葡萄球菌殺菌率得到提高， 并隨MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒添加含量增加而提高，48h最佳殺菌率達到85%。
[0027] 實施例中，添加了 SiO2之后，PC復合材料耐磨性能得到提高 NH2 - g - PC母粒添加含量增加而升高，鉛筆硬度最佳達到2H。
[0028] 實施例中，隨MffCNT - g - SiO2 - NH2 - g - PC母粒添加含量增加，PC復合材料熔指 逐步降低，拉伸強度和彎曲模量呈上升趨勢。
【主權項】
1. 一種耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征在于，通過將PC和^^階-g-SiO2 -NH2 -g-PC母粒熔融共混得到，其中：MWCNT-g-SiO2 -NH2 -g-PC母粒通過將 MffCNT-g-SiO2 -NH2、DBTO和PC密煉接枝得到。2. 根據(jù)權利要求1所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 PC和MffCNT-g-SiO2 -NH2 -g-PC母粒的重量份比例為 100 : (5 - 40)。3. 根據(jù)權利要求1所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 密煉接枝是指：將PC、MffCNT-g-SiO2 -NHjPDBTO投入密煉機進行接枝反應，250 - 260°C 密煉20 - 30min，取出破碎，獲得均勻的MffCNT-g-SiO2 -NH2 -g-PC母粒。4. 根據(jù)權利要求3所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 MffCNT-g-SiO2 -順2通過以下方式制備：對SiO2進行氨基改性得到SiO2 -NH2，然后加入干 燥的醇化改性MWCNT，充分混合后制得MffCNT-g-SiO2 -NH2。5. 根據(jù)權利要求1或3所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所 述的PC、MffCNT-g-SiO2 -順2和DBTO的重量份比例為（90 - 100) : (40 - 50) : (0? 5 -L0)。6. 根據(jù)權利要求4所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 醇化改性MffCNT通過以下方式制備：稱取0. 2 - 0. 5重量份的MffCNT加入50 - 200mL乙醇 中，超聲振蕩20 - 60min，抽濾水洗5 - 10次，將產(chǎn)物置于60 - 80°C真空箱內(nèi)烘干，獲得干燥 的醇化改性MWCNT，醇化率為60 - 90%。7. 根據(jù)權利要求4所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 SiO2 -NH2通過以下方式制備：稱取2 - 5重量份的SiC加入到10 - 20mL氨水中，超聲振蕩 并磁力攪拌I-l〇h，得到SiO2 -NH2，氨基化率為30 - 80 %。8. 根據(jù)權利要求4所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的制備方法，其特征是，所述的 充分混合是指：超聲振蕩并磁力攪拌5 - 10h，然后抽濾，將SiO2 -NH2和醇化改性MffCNT的 混合物置于60 - 80°C真空箱內(nèi)2 - 5h，烘干得到MffCNT-g-SiO2 -NH2。9. 一種耐磨抗靜電抑菌PC復合材料，其特征在于，根據(jù)上述任一權利要求所述的方法 制備得到，該耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的抗靜電表面電阻小于IO12Q，48h金黃色葡萄球 菌殺菌率大于65%，鉛筆硬度大于HB，溫度300°C、負載I. 2kg時的熔指小于15. 5g/10min， 拉伸模量大于58MPa，彎曲模量大于2252Mpa。10. -種根據(jù)上述任一權利要求中所述的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料的應用，其特征 在于，將其用于制備上網(wǎng)卡和手機、打印機等的電子電器器械外殼。
【專利摘要】一種高分子材料領域的耐磨抗靜電抑菌PC復合材料及其制備方法，通過將PC和MWCNT‐g‐SiO2‐NH2‐g‐PC母粒熔融共混得到，其中：MWCNT‐g‐SiO2‐NH2‐g‐PC母粒通過將MWCNT‐g‐SiO2‐NH2、DBTO和PC密煉接枝得到。本發(fā)明制備的PC復合材料具有耐磨、抗靜電和抑菌的性能，可廣泛應用于上網(wǎng)卡和手機、打印機等電子電器器械外殼，制備方法簡便，適于工業(yè)化。
【IPC分類】C08K9/10, C08K9/02, C08L69/00, C08K7/24, C08K3/36, C08J3/22, C08K9/04
【公開號】CN105176036
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉春艷, 王正友, 劉藝, 林珊珊
【申請人】上海中鐳新材料科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月26日