本發(fā)明涉及高分子工程塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯（PC）是一種綜合性能優(yōu)越的工程塑料，也是近年來增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料，具有優(yōu)異的沖擊韌性、尺寸穩(wěn)定性、電氣絕緣性、耐蠕變性、耐候性、透明性和無毒性等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計(jì)算機(jī)、光盤等高科技領(lǐng)域、但它也存在一些缺點(diǎn)，如加工流動(dòng)性差、易于應(yīng)力開裂、對(duì)缺口比較敏感以及耐磨性欠佳等。
同時(shí)，由于聚碳酸酯的非結(jié)晶性，分子間的堆砌不夠致密，在低溫甚至是超低溫環(huán)境下，聚碳酸酯的力學(xué)性能發(fā)生改變，耐沖擊力降低，強(qiáng)度減弱。雖然目前加入抗沖擊改性劑和阻燃劑的耐低溫阻燃聚碳酸酯的低溫性能 -30℃～-40℃，甚至更低，并且能達(dá)到較高阻燃級(jí)別，但聚碳酸酯材料本身的高透明性將受到較大的影響。
在先專利 CN101454210B 中公開了一種聚碳酸酯和甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸萘酯的混合物，該混合物保持有極佳的光學(xué)性質(zhì)，但并未提及該混合物的耐低溫性能和阻燃性能。
在先專利JP2010185031A 公開一種耐水解的含有聚氨酯型樹脂的聚碳酸酯/ABS合金樹脂組合物，其中聚氨酯型樹脂是聚酰胺型樹脂和/或聚丙烯酸酯型樹脂。但是，該聚氨酯型樹脂不是熱塑性聚氨酯彈性體，抗沖擊性能和耐熱性能仍然不夠。
因此，如何獲得一種兼顧良好的耐低溫，及較好的抗沖擊性能，同時(shí)生產(chǎn)成本又相對(duì)合理的方法，依然值得人們不斷努力探索。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述問題，本發(fā)明提供了一種具有耐低溫高抗沖的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份數(shù)的各組份組成：
聚碳酸酯65-80份；
閃石粉10-20份；
偶氮二異丁腈1-2.5份；
抗氧劑0.2-1.2份；
核殼納米粒子乳液5.5-8份；
增容劑4-6份；
光擴(kuò)散劑5-9份；
潤(rùn)滑劑0.5-1.5份；
阻燃劑0.5-1.8份。
所述閃石粉是由白云石和石英混合沉積后形成的天然共存無機(jī)礦石粉經(jīng)超細(xì)粉碎為粒徑在2000目-6000目的粉體。
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
1）將閃石粉于65°C-95°C溫度下干燥1-2小時(shí)，待用；
2）按重量配比稱取干燥的閃石粉加入料筒溫度在 65℃-95℃的高速混合機(jī)中，攪拌4-5分鐘，然后按重量配比稱取偶氮二異丁腈2.5份和核殼納米粒子乳液7份攪拌10～15 分鐘，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同時(shí)按重量配比稱取增容劑、光擴(kuò)散劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和阻燃劑5-10分鐘，充分混合均勻；
3）將步驟2）中混合均勻后的混合料，送進(jìn)高分子材料攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為250r/min，攪拌時(shí)間為70min，當(dāng)攪拌料達(dá)到30-35°C時(shí)，卸料；
4）將步驟3）中攪拌后的攪拌料投入雙螺旋桿擠出機(jī)中，機(jī)筒加熱溫度為120-160°C，口模溫度為120-150°C，螺桿轉(zhuǎn)速為12-55rpm、加料轉(zhuǎn)速為10-40rpm的條件下，擠出；
5）將步驟4）中擠出料引入切粒機(jī)中進(jìn)行切粒操作，收集粒料即為耐低溫高抗沖聚碳酸酯。
上述技術(shù)方案的有益之處在于：
1、本發(fā)明提供了一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯及其制備方法，選用了閃石粉、
偶氮二異丁腈、抗氧劑、核殼納米粒子乳液、增容劑及其他助劑結(jié)合協(xié)效增強(qiáng)產(chǎn)品的性能，并對(duì)各原料組份的比例進(jìn)行了優(yōu)化，有效解決了現(xiàn)有聚碳酸酯在低溫條件下抗沖性能及耐磨性能低、易于應(yīng)力開裂及對(duì)缺口敏感等缺點(diǎn)，通過本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)的產(chǎn)品其拉伸強(qiáng)度在-70°C的條件下可達(dá)75Mpa，彎曲強(qiáng)度在-70°C的條件下可大131Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度在-70°C的條件下可達(dá)460J/M，缺口沖擊強(qiáng)度在23°C的條件下可達(dá)707 J/M，經(jīng)實(shí)踐證明，本產(chǎn)品綜合性能好，適用于高寒環(huán)境中工作的燈殼體、汽車配件等各類儀表外殼或配件。
2、本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯，其原料配方是由以下重量份數(shù)的各組份組成：
聚碳酸酯78份；
閃石粉16份；
偶氮二異丁腈2.5份；
抗氧劑0.8份；
核殼納米粒子乳液7份；
增容劑4.5份；
光擴(kuò)散劑9份；
潤(rùn)滑劑0.5份；
阻燃劑1份。
所述閃石粉是由白云石和石英混合沉積后形成的天然共存無機(jī)礦石粉經(jīng)超細(xì)粉碎為粒徑在6000目的粉體。
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
1) 將所述閃石粉于78°C溫度下干燥1.7小時(shí)，待用。
2) 將干燥的閃石粉加入料筒溫度在75℃的高速混合機(jī)中，攪拌4.7分鐘，然后按重量配比稱取偶氮二異丁腈2.5份和核殼納米粒子乳液7份攪拌12分鐘，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同時(shí)按重量配比稱取增容劑、光擴(kuò)散劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和阻燃劑7分鐘，充分混合均勻。
3) 混合均勻后的混合料，送進(jìn)高分子材料攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為250r/min，攪拌時(shí)間為70min，當(dāng)攪拌料達(dá)到33°C時(shí)，卸料。
4) 將攪拌后的攪拌料投入雙螺旋桿擠出機(jī)中，機(jī)筒加熱溫度為130°C，口模溫度為128°C，螺桿轉(zhuǎn)速為42rpm、加料轉(zhuǎn)速為33rpm的條件下，擠出。
5)擠出料引入切粒機(jī)中進(jìn)行切粒操作，收集粒料即為耐低溫高抗沖聚碳酸酯。
性能測(cè)試
使用ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本實(shí)施例制得的耐低溫高抗沖聚碳酸酯進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如下表1所示：
由上表可見，本實(shí)施例所提供的耐低溫高抗沖聚碳酸酯，在低溫-70°C的條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，另外其在低溫下的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也比同類產(chǎn)品性能優(yōu)越。
實(shí)施例2
如實(shí)施例1所述的一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯，其原料配方還可以是由以下重量份數(shù)的各組份組成：
聚碳酸酯74份；
閃石粉10份；
偶氮二異丁腈1.5份；
抗氧劑1.2份；
核殼納米粒子乳液8份；
增容劑6份；
光擴(kuò)散劑7份；
潤(rùn)滑劑1份；
阻燃劑1.8份。
所述閃石粉是由白云石和石英混合沉積后形成的天然共存無機(jī)礦石粉經(jīng)超細(xì)粉碎為粒徑在2000目的粉體。
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
1）將所述閃石粉于65°C溫度下干燥1小時(shí)，待用。
2）將干燥的閃石粉加入料筒溫度在65℃的高速混合機(jī)中，攪拌4分鐘，然后按重量配比稱取偶氮二異丁腈2.5份和核殼納米粒子乳液7份攪拌10分鐘，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同時(shí)按重量配比稱取增容劑、光擴(kuò)散劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和阻燃劑5分鐘，充分混合均勻。
3）混合均勻后的混合料，送進(jìn)高分子材料攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為250r/min，攪拌時(shí)間為70min，當(dāng)攪拌料達(dá)到30°C時(shí)，卸料。
4）將攪拌后的攪拌料投入雙螺旋桿擠出機(jī)中，機(jī)筒加熱溫度為120°C，口模溫度為120°C，螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm、加料轉(zhuǎn)速為10rpm的條件下，擠出。
性能測(cè)試
使用ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本實(shí)施例制得的耐低溫高抗沖聚碳酸酯進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如下表2所示：
由上表可見，本實(shí)施例所提供的耐低溫高抗沖聚碳酸酯，在低溫-70°C的條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，另外其在低溫下的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也比同類產(chǎn)品性能優(yōu)越。
實(shí)施例3
如實(shí)施例1所述的一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯，其原料配方還可以是由以下重量份數(shù)的各組份組成：
聚碳酸酯80份；
閃石粉20份；
偶氮二異丁腈1份；
抗氧劑0.7份；
核殼納米粒子乳液5.5份；
增容劑4份；
光擴(kuò)散劑5份；
潤(rùn)滑劑1.5份；
阻燃劑0.5份。
所述閃石粉是由白云石和石英混合沉積后形成的天然共存無機(jī)礦石粉經(jīng)超細(xì)粉碎為粒徑在4000目的粉體。
一種耐低溫高抗沖聚碳酸酯的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
1）將所述閃石粉于95°C溫度下干燥2小時(shí)，待用。
2）將干燥的閃石粉加入料筒溫度在95℃的高速混合機(jī)中，攪拌5分鐘，然后按重量配比稱取偶氮二異丁腈2.5份和核殼納米粒子乳液7份攪拌15分鐘，然后按重量配比加入聚碳酸酯78份，同時(shí)按重量配比稱取增容劑、光擴(kuò)散劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑和阻燃劑10分鐘，充分混合均勻。
3）混合均勻后的混合料，送進(jìn)高分子材料攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，攪拌速度為250r/min，攪拌時(shí)間為70min，當(dāng)攪拌料達(dá)到35°C時(shí)，卸料。
4）將攪拌后的攪拌料投入雙螺旋桿擠出機(jī)中，機(jī)筒加熱溫度為160°C，口模溫度為150°C，螺桿轉(zhuǎn)速為55rpm、加料轉(zhuǎn)速為40rpm的條件下，擠出。
性能測(cè)試
使用ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本實(shí)施例制得的耐低溫高抗沖聚碳酸酯進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如下表3所示：
由上表可見，本實(shí)施例所提供的耐低溫高抗沖聚碳酸酯，在低溫-70°C的條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，另外其在低溫下的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度也比同類產(chǎn)品性能優(yōu)越。
通過以上各實(shí)施例，最終均可制得耐低溫高抗沖聚碳酸酯；需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明中的制備方法中，步驟2）、3）、4）所采用的高分子材料攪拌機(jī)可以直接采用現(xiàn)有熔融設(shè)備、攪拌設(shè)備；優(yōu)選采用本司提供的低溫高抗聚碳酸酯生產(chǎn)用熔融設(shè)備、攪拌設(shè)備，經(jīng)過本申請(qǐng)人實(shí)踐證明，經(jīng)本司提供的工程塑料熔融設(shè)備及高分子材料攪拌機(jī)所加工的材料可以使物料具有較高的均勻度，可以為制得高質(zhì)量耐低溫高抗沖聚碳酸酯提供一個(gè)較好保障。
試驗(yàn)二：針對(duì)成品的耐低溫、高抗沖性以及阻燃性能做出測(cè)定。
試驗(yàn)樣本：經(jīng)本發(fā)明上述3個(gè)實(shí)施例所記載技術(shù)方案制得的產(chǎn)品和市面上的普通產(chǎn)品。
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
表1
試驗(yàn)結(jié)論：
通過表1的測(cè)試性能結(jié)果可以看出，加入閃石粉、偶氮二異丁腈經(jīng)和核殼納米粒子乳液等阻燃劑大大的改善了耐低溫沖擊性能，并具有優(yōu)異的阻燃性，另外本發(fā)明的注塑壓力和注塑溫度明顯下降，有易于充模。其中以實(shí)施例1所記載的原料配比和制備方法所制得的聚碳酸酯性能最高，相對(duì)比同類產(chǎn)品，提升明顯。