一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料及制備方法,該復(fù)合材料由聚碳酸酯粒料700~900份,聚碳酸酯粉料100~300份,光擴散劑0.5~5份,光穩(wěn)定劑2~8份,抗氧劑1~5份,加工助劑0.5~2份按重量份制成。其原料經(jīng)高速混合及擠出造粒制得的耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料。本發(fā)明的耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料具有加工成型性好、耐光老化性能好、良好的透光率和霧度等優(yōu)點。
【專利說明】一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于聚合物加工【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法,尤其是涉及一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]聚碳酸酯樹脂簡稱PC,是一種用途廣泛的工程塑料。PC樹脂具有優(yōu)異的機械特性、耐沖擊性能和電絕緣性能等,使其成為汽車、家電等塑料部件中的理想材料之一;此外PC是一種具有很高的光線透光率的樹脂,被廣泛用于照明燈罩、車用轉(zhuǎn)速表,車燈、廣告牌、廣告箱、樹脂玻璃、液晶顯示屏等領(lǐng)域。
[0005]伴隨著環(huán)保、節(jié)能等社會發(fā)展需求,未來照明用具需要具有高光效、低能耗等特點,而PC材料具有優(yōu)良的透光率和霧度,可明顯提高照明面積,減輕光源對人眼的傷害,這種新材料將在照明行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。但使用PC純原料作為透光和照明用材料時,會存在炫目、照明面積有限等問題。另外,由于光源在輻射發(fā)光的同時,也會產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致燈具周邊的溫度較高,因此,作為照明工程用的塑料部件,不僅要求材料具有良好的耐高溫性能,還需要具有優(yōu)異的耐光老化性能。而普通PC材料的耐光老化性能較差,因此,研制具有耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,不僅可以豐富照明工程用材料的選擇,提高照明用具的效率;也有利于擴展PC復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域,具有非常重要的經(jīng)濟價值和實用價值。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是針對PC純原料作為透光和照明用材料的不足,而提供一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法,制得的復(fù)合材料具有良好的耐光老化性能、透光率和霧度。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于;該復(fù)合材料由以下原料按重量份制備而成:
聚碳酸酯粒料700~900份;
聚碳酸酯粉料100~300份;
光擴散劑0.5~5份;
光穩(wěn)定劑2~8份;
抗氧劑1~5份;
加工助劑0.5~2份。[0009]進一步,所述的聚碳酸酯粒料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為10~20g/10min,聚碳酸酯粉料的粒徑范圍為10~lOOum。
[0010]所述的光擴散劑為硅系光擴散劑,其外觀為球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um。
[0011]所述的光穩(wěn)定劑為聚[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1,6-己二撐[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基](光穩(wěn)定劑944)、2-(2_羥基-5-甲基-苯基)苯并三唑(光穩(wěn)定劑UV-P)、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光穩(wěn)定劑770DF)和2- (2-羥基-5-叔辛基苯基)苯丙三唑(光穩(wěn)定劑5411)中的至少一種。
[0012]所述的抗氧劑為β_(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)和四(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)按質(zhì)量比為1:2:1進行混合所得。
[0013]所述加工助劑為群青、群青紫和2.5-雙(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(增白劑0Β)按質(zhì)量比73:23:1的混合物。
[0014]所述的群青為群青5006、群青紫為群青紫V-10。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供上述的耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)按配比將聚碳酸酯粒 料、聚碳酸酯粉料、光擴散劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑與加工助劑置于高速混合機進行混合3~15min,得到混合物,其混合機的轉(zhuǎn)速為300~1500rpm ;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料,其中雙螺桿擠出機的各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210~230°C,二區(qū)溫度220~240°C,三區(qū)溫度230~250°C,四區(qū)溫度240~260°C,五區(qū)溫度250~270°C,六區(qū)溫度250~270°C,機頭溫度250~260°C;螺桿轉(zhuǎn)速為200~400r/min。
[0016]是為了避免光擴散劑和聚碳酸酯粒料之間出現(xiàn)的粉料團聚現(xiàn)象和分散不均,而造成復(fù)合材料出現(xiàn)光斑、亮度不均和透光性差的問題,本發(fā)明選用聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粉料進行復(fù)配使用,從而提高了光擴散劑在復(fù)合材料中的分散性,使復(fù)合材料具有良好的透明性、光能損失較小和光線柔和等優(yōu)點,并擴大發(fā)光面。
[0017]另外,本發(fā)明中所用的聚碳酸酯粒料的熔融指數(shù)(300 V , 1.2Kg)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料的熔融指數(shù)(300°C,1.2Kg)為10~20g/10min、粒徑范圍為10~lOOum。從而進一步避免在材料加工成型過程中出現(xiàn)的凹陷、熔接痕、翹曲變形等注塑不良,保證材料具有良好的成型加工性能。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
1、本發(fā)明采用目前常用的成型加工技術(shù)及設(shè)備,制備了耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其制備簡單、生產(chǎn)成本低。
[0019]2、選用聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粒料粉料的復(fù)配,可提高光擴散劑在復(fù)合材料中的分散性,使復(fù)合材料具有良好的透明性、擴大發(fā)光面、光能損失較小和光線柔和等優(yōu)點。
[0020]3、選用特定熔融指數(shù)的聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粉料進行復(fù)配,進一步避免在材料加工成型過程中出現(xiàn)的凹陷、熔接痕、翹曲變形等注塑不良,保證材料具有良好的成型加工性能。
[0021]4、本發(fā)明中添加光擴散劑和光穩(wěn)定劑,使光線通過材料時經(jīng)過多次的折射,發(fā)揮光擴散和擴大發(fā)光面的作用,達到光線柔和透過光能損失較小的效果。同時加入光穩(wěn)定劑,使得制得的復(fù)合材料具有良好的耐光老化性能。
[0022]
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]以下實施例所用雙螺桿擠出機生產(chǎn)廠家為昆山科信橡塑機械有限公司;
所用注塑機生產(chǎn)廠家為浙江海天機械有限公司;
所用聚碳酸酯粒料生產(chǎn)廠家為帝人株式會社;
所用聚碳酸酯粉料生產(chǎn)廠家為帝人株式會社;
所用光擴散劑邁圖TSR900生產(chǎn)廠家為美國邁圖高新材料集團;
所用光擴散劑信越X-52-7056A生產(chǎn)廠家為信越集團;
所用光穩(wěn)定 劑944生產(chǎn)廠家為上海紹恩化工有限公司;
所用光穩(wěn)定劑UV-P和光穩(wěn)劑770DF生產(chǎn)廠家為巴斯夫中國有限公司;
所用光穩(wěn)定劑5411生產(chǎn)廠家為美國氰特工業(yè)有限公司;
所用抗氧劑1076和抗氧劑168生產(chǎn)廠家為瑞士汽巴公司;
所用抗氧劑1010生產(chǎn)廠家為巴斯夫中國有限公司;
所用群青5006生產(chǎn)廠家為英國好利得顏料公司;
所用群青紫V-1O生產(chǎn)廠家為紐碧萊顏料國際貿(mào)易(上海)有限公司;
所用增白劑OB生產(chǎn)廠家為上海聯(lián)本精細化工有限公司。以下實施例所用試劑僅為舉例說明,并不用于限制本發(fā)明的保護范圍,本發(fā)明其他實施例仍可選擇權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可選試劑。如無特別說明,實施例中份數(shù)均為重量份。
[0025]下面具體實施例中所使用的光擴散劑選用球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um的硅系光擴散劑,具體有邁圖TSR900和信越X-52-7056A。
[0026]所述的抗氧劑為抗氧劑1076:抗氧劑168:抗氧劑1010為1:2:1進行混合所得。
[0027]所述群青選用群青5006、群青紫選用群青紫V-10,加工助劑為群青5006、群青紫V-1O和增白劑OB按質(zhì)量比73:23:1進行混合所得。
[0028]實施例1
(1)將700份聚碳酸酯粒料,300份聚碳酸酯粉料,0.5份光擴散劑邁圖TSR9002,2份光穩(wěn)定劑5411,1份抗氧劑,0.5份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為300rpm,混合時間為15min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210°C,二區(qū)溫度2200C,三區(qū)溫度230°C,四區(qū)溫度240°C,五區(qū)溫度250°C,六區(qū)溫度260°C,機頭溫度250°C ;螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0029]實施例2
(I)將800份聚碳酸酯粒料,200份聚碳酸酯粉料,0.5份光擴散劑信越X-52-7056A,2份光穩(wěn)定劑5411,1份光穩(wěn)劑944,1份抗氧劑,1份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為600rpm,混合時間為12min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機包含六個區(qū),其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2200C,二區(qū)溫度230°C,三區(qū)溫度240°C,四區(qū)溫度250°C,五區(qū)溫度260°C,六區(qū)溫度260°C,機頭溫度250°C ;螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0030]實施例3
(1)將900份聚碳酸酯粒料,100份聚碳酸酯粉料,0.5份光擴散劑信越X-52-7056A,
0.5份光擴散劑邁圖TSR9002,2份光穩(wěn)定劑944,3份光穩(wěn)劑UV-P,3份抗氧劑,2份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為900rpm,混合時間為9min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機包含六個區(qū),其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2300C,二區(qū)溫度230°C,三區(qū)溫度240°C,四區(qū)溫度260°C,五區(qū)溫度250°C,六區(qū)溫度250°C,機頭溫度255°C ;螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0031]實施例4
(1)將700份聚碳酸酯粒料,300份聚碳酸酯粉料,1份光擴散劑邁圖TSR9002,3份光穩(wěn)定劑770DF,2份光穩(wěn)劑944,4份抗氧劑,0.5份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為1200rpm,混合時間為6min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機包含六個區(qū),其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2300C,二區(qū)溫度240°C,三區(qū)溫度240°C,四區(qū)溫度260°C,五區(qū)溫度270°C,六區(qū)溫度270°C,機頭溫度260°C ;螺桿轉(zhuǎn)速400r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0032]實施例5
(1)將800份聚碳酸酯粒料,200份聚碳酸酯粉料,2份光擴散劑,2份光穩(wěn)定劑770DF,3份光穩(wěn)定劑UV-P,3份光穩(wěn)定劑944,5份抗氧劑,1份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為1500rpm,混合時間為3min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機包含六個區(qū),其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2200C,二區(qū)溫度230°C,三區(qū)溫度240°C,四區(qū)溫度250°C,五區(qū)溫度250°C,六區(qū)溫度250°C,機頭溫度245°C ;螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0033]實施例6
(1)將900份聚碳酸酯粒料,100份聚碳酸酯粉料,2份光擴散劑邁圖TSR9002,3份光擴散劑信越X-52-7056A,3份光穩(wěn)定劑5411,1份光穩(wěn)定劑UV-P,3份抗氧劑,2份加工助劑;將這些原料在高速混合機混合,混合轉(zhuǎn)速為800rpm,混合時間為8min,得到混合物;
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機包含六個區(qū),其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210°C,二區(qū)溫度220°C,三區(qū)溫度230°C,四區(qū)溫度240°C,五區(qū)溫度250°C,六區(qū)溫度260°C,機頭溫度250°C ;螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0034]上述實施例1-6中所得擠出料粒,分別按ASTM標準進行注塑,注塑樣條在23°C、相對濕度50%條件下穩(wěn)定48h后進行測試。透光率和霧度按照ASTM D1003-llel進行測試,選用試片厚度為2.5mm。耐光老化性能測試在QUV老化試驗機中進行,老化循環(huán)條件為:8小時光照,波長313nm,強度為0.48W/m2,溫度70°C ;4小時黑暗,溫度50°C,測試結(jié)果見表1所示:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于;該復(fù)合材料由以下原料按重量份制備而成: 聚碳酸酯粒料700~900份; 聚碳酸酯粉料100~300份; 光擴散劑0.5~5份; 光穩(wěn)定劑2~8份; 抗氧劑I~5份; 加工助劑0.5~2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于:所述的聚碳酸酯粒料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為10~20g/10min,聚碳酸酯粉料的粒徑范圍為10 ~lOOum。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于:所述的光擴散劑為硅系光擴散劑,其外觀為球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于:所述的光穩(wěn)定劑為聚[6_[(1,1,3, 3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1,6-己二撐[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]、2-(2-羥基-5-甲基-苯基)苯并三唑、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2- (2-羥基-5-叔辛基苯基)苯丙三唑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于:所述的抗氧劑為β_(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和四(β_(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯按質(zhì)量比為1:2:1進行混合所得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料,其特征在于,所述加工助劑為群青、群青紫和2.5-雙(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩按質(zhì)量比73:23:1的混合物。
7.一種制備如權(quán)利要求1~6中任一所述的耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料的方法,其特征在于:包括以下步驟: (1)按配比將聚碳酸酯粒料、聚碳酸酯粉料、光擴散劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑與加工助劑置于高速混合機進行混合3~15min,得到混合物,其混合機的轉(zhuǎn)速為300~1500rpm ; (2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機,擠出造粒,得到耐光老化的光擴散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料,其中雙螺桿擠出機的各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210~230°C,二區(qū)溫度220~240°C,三區(qū)溫度230~250°C,四區(qū)溫度240~260°C,五區(qū)溫度250~270°C,六區(qū)溫度250~270°C,機頭溫度250~260°C;螺桿轉(zhuǎn)速為200~400r/min。
【文檔編號】B29C47/92GK103772940SQ201410005226
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】楊桂生, 田恐虎 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司