一種玻璃纖維增強的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種玻璃纖維增強的聚碳酸醋復(fù)合材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】 陽00引聚碳酸醋（英文名Polycarbonate,簡稱PC)，是一種無色透明的無定性非晶型的 熱塑性高分子材料。其具有高強度、高初性、高抗熱性、優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定 性及耐化學(xué)腐蝕性滿具有自焰、易增強、阻燃、無毒、衛(wèi)生、易著色、抗震等優(yōu)異性能，因此 在工程塑料中的用量僅次于聚酷胺（PA)而位居第二。廣泛用于玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)中的 照明、儀表盤系統(tǒng)、電子電氣工業(yè)中的插座、外殼、建筑材料中空陽光板、家庭民用品中的光 盤和飲用水容器等領(lǐng)域。
[0003] 由于PC分子鏈的剛性較大，空間位阻高，產(chǎn)品烙體粘度較大，加工困難，而且耐溶 劑性和耐磨損性較差，低溫下易脆，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂、缺口敏感性大、不耐溶劑等缺點，使 PC的應(yīng)用受限制于初級形態(tài)。改善PC最主要途徑是增初和增強，但由于增初后的PC收縮 率不穩(wěn)定和剛性下降不適用于高精度和剛性強度要求高的殼體材料。聚碳酸醋通常采用玻 璃纖維增強，玻纖增強聚碳酸醋復(fù)合材料，是一種輕質(zhì)高強度的復(fù)合材料，玻璃纖維填充量 一般為10% -30%。由于玻纖與PC樹脂基體粘結(jié)性較差，通常加入偶聯(lián)劑或者對玻纖表面 進(jìn)行化學(xué)處理，提高玻纖與PC樹脂基體的粘結(jié)性。常規(guī)改性的PC復(fù)合材料，主要應(yīng)用于對 性能要求不高的智能電表外殼、電氣照明、刻錄光盤骨架等電器內(nèi)部配件。隨著電子通訊產(chǎn) 業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化的高效率要求和各種殼體性能要求越來越高；具有加工方便、兼顧初 性和剛性、高精度特性的高性能玻纖增強聚碳酸醋復(fù)合材料在電子通訊產(chǎn)品中應(yīng)用發(fā)展迅 速。
[0004] 可模塑內(nèi)嵌金屬片的高分子材料與金屬外殼相比，具有質(zhì)輕、加工方便、產(chǎn)能效率 高、和色彩多樣化等優(yōu)點。高分子材料進(jìn)行模塑內(nèi)嵌金屬片，必須解決嵌件內(nèi)應(yīng)力問題、金 屬片與高分子材料的粘接問題和塑料與金屬的熱膨脹系數(shù)差異問題。目前模塑內(nèi)嵌金屬片 主要是通過對金屬嵌件脫脂化處理、預(yù)熱金屬片、金屬嵌件上涂覆一層橡膠或聚氨醋彈性 緩沖層、模塑完后烘箱烘烤消除殘余應(yīng)力等工序處理，但其良率低、工藝復(fù)雜耗時、耗能、效 率低。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種玻璃纖維增強的聚碳酸醋復(fù)合材料，該聚碳酸 醋復(fù)合材料充分利用各原料組分之間的協(xié)同作用，并對各原料含量的優(yōu)化處理，提高聚碳 酸醋復(fù)合材料的抗沖擊性、柔初性、與金屬片之間的粘結(jié)力和耐高低溫應(yīng)力開裂性能，同 時，解決了浮纖問題。
[0006] 本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0007] 一種玻璃纖維增強的聚碳酸醋復(fù)合材料，按質(zhì)量份計，主要由W下原料制備而 成：
[0008] 聚碳酸醋樹脂 60~90份； 這婦-醋酸乙稀接枝共聚物 化2~7份； 增初劑 1~10份， 玻璃纖維 5~30份； 超分散劑 0.2~2份； 抗氧劑 化1~0.5份; 擱滑劑 化2~1份。
[0009] 本發(fā)明中聚碳酸醋樹脂含量可W為60份、61份、62份、65份、68份、70份、72份、75 份、78份、80份、82份、85份、88份或90份等；乙締-醋酸乙締接枝共聚物含量可W為0.2 份、0.3份、0.5份、1份、1.5份、2份、2. 5份、3份、3. 5份、4份、4. 5份、5份、5. 5份、6份、6. 5 份或7份等；增初劑可W為1份、1. 5份、2份、2. 5份、3份、3. 5份、4份、4. 5份、5份、5. 5份、 6份、6. 5份、7份、7. 5份、8份、8. 5份、9份、9. 5份或10份等；玻璃纖維可W為5份、6份、7 份、8份、9份、10份、12份、15份、20份、22份、25份、28份或30份等；超分散劑含量可W為 0.2份、0. 3份、0. 4份、0. 5份、0.6份、0. 7份、0.8份、0. 9份、1份、1. 5份或2份等等；抗氧 劑可W為0. 1份、0. 2份、0. 3份、0. 4份或0. 5份等；潤滑劑可W為0. 2份、0. 3份、0. 4份、 0. 5份、0.6份、0. 7份、0.8份、0. 9份或1份等。
[0010] 用玻璃纖維對聚碳酸醋進(jìn)行增強改性，PC的剛性得到提高、模塑收縮率和線性膨 脹系數(shù)大大降低。同時可W降低制品的內(nèi)應(yīng)力，運是因為纖維纏結(jié)了很多大分子鏈，從而提 高耐應(yīng)力開裂能力；但運只能改善其自身的應(yīng)力，不足W解決聚碳酸醋復(fù)合材料與嵌件間 內(nèi)應(yīng)力、金屬片與聚碳酸醋復(fù)合材料的粘接力和聚碳酸醋復(fù)合材料與金屬的熱膨脹系數(shù)差 異產(chǎn)生的位移蠕變應(yīng)力等問題。
[0011] 本發(fā)明充分利用各原料組分之間的協(xié)同作用，并對各原料組分含量進(jìn)行優(yōu)化，提 高聚碳酸醋復(fù)合材料的抗沖擊性、柔初性、耐高低溫應(yīng)力開裂性能和與金屬片之間的粘結(jié) 力，同時，解決了浮纖問題。
[0012] 本發(fā)明采用乙締-醋酸乙締接枝共聚物對PC進(jìn)行改性，馬來酸酢為PC和玻璃纖 維W及其他組份提供了良好的相容性，醋酸乙締基團(tuán)具有強極性功能和粘結(jié)力，為PC和 玻璃纖維提供了良好的烙體結(jié)合強度，使聚碳酸醋醋復(fù)合材料具有良好的初性和抗沖擊性 能，在模塑加工時，醋酸乙締基團(tuán)的柔初性能夠提供良好的抵抗聚碳酸醋復(fù)合材料與金屬 片間熱膨脹系數(shù)和冷卻收縮的位移蠕變應(yīng)力，不會因聚碳酸醋復(fù)合材料與金屬片的熱膨脹 系數(shù)不同而產(chǎn)生脫層，增強聚碳酸醋復(fù)合材料與金屬片間的粘結(jié)力；乙締基增加了PC的柔 初性和ESCR(抗應(yīng)力裂紋），改善聚碳酸醋復(fù)合材料冷熱脹縮性能、耐應(yīng)力開裂性能和烙接 痕強度。
[0013] PC與玻璃纖維復(fù)合時容易出現(xiàn)浮纖，乙締-醋酸乙締接枝共聚物具有良好的相 容性，注塑時能抑制玻璃纖維浮于制品表面，但還是有部分玻璃纖維裸露，導(dǎo)致表面不夠光 滑，本發(fā)明充分利用乙締-醋酸乙締接枝共聚物與超分散劑間協(xié)同作用進(jìn)行功能互補，加 入超分散劑對玻璃纖維進(jìn)行浸潤分散，降低產(chǎn)品表面玻璃纖維的外露，使制品表面光滑，從 而減少浮纖。
[0014] 本發(fā)明充分利用有機娃增初劑與乙締-醋酸乙締接枝共聚物的協(xié)同作用，進(jìn)行功 能互補，內(nèi)嵌鋼片時，有足夠能量緩沖并抵消金屬片及外來機械力作用下的蠕變松馳產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步防止因金屬片與PC兩者的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生蠕變應(yīng)力開裂。同時， 有機娃增初劑能提高復(fù)合材料的耐低溫性能，使聚碳酸醋復(fù)合材料模塑內(nèi)嵌金屬片時耐超 低溫-40°c和60°C高熱應(yīng)力不開裂。
[0015] 優(yōu)選地，按按質(zhì)量份計，主要由W下原料制備而成：
[0016] 聚碳酸醋樹脂 60~80份； 乙婦-醋酸乙稀接枝共聚物 1~5份； 增初荊 4~8粉， 玻璃纖維 1CK30餘 超分散劑 1~2份； 抗氧劑 0.3~0.5份； 潤滑劑 0,5~1份。
[0017] 本發(fā)明對各原料組分進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理，使得聚碳酸醋復(fù)合材料的性能得到優(yōu) 化，進(jìn)一步增強了聚碳酸醋復(fù)合材料的抗沖擊性、柔初性、耐高低溫應(yīng)力開裂性能和與金屬 片之間的粘結(jié)力。
[0018] 優(yōu)選地，按按質(zhì)量份計，主要由W下原料制備而成：
[0019] 聚碳酸醋樹脂 60份； 乙?guī)?醋酸乙稀接枝共聚物 5份； 增初劑 8份； 玻璃纖維 30份； 超分散劑 2份； 抗氧劑 0.5份； 潤滑劑 1殺。
[0020] 優(yōu)選地，所述聚碳酸醋樹脂為線型雙酪A聚碳酸醋，所述聚碳酸醋樹脂分子量為 18000 ~40000Da。
[0021] 優(yōu)選地，所述乙締-醋酸乙締接枝共聚物為馬來酸酢接枝乙締-醋酸乙締共聚物， 乙締-醋酸乙締接枝共聚物中醋酸乙締含量為乙締-醋酸乙締接枝共聚物的5~20%