一種聚碳酸酯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料改性領(lǐng)域，具體涉及一種具有改善的彎曲模量和沖擊強(qiáng) 度，且長(zhǎng)期性能穩(wěn)定的聚碳酸酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯PC具有優(yōu)異的耐熱性和較高耐沖擊性，被廣泛應(yīng)用于電氣/電子產(chǎn)品、汽 車部件等外部材料領(lǐng)域。近年來(lái)，將樹(shù)脂組合物成型而成的成型品的薄壁化得到發(fā)展，對(duì)成 型品的各種物性的提尚要求不斷提尚。
[0003] 在聚碳酸酯中通過(guò)添加填料可以獲得更好的剛性，但是延展性會(huì)大大降低。為了 改善材料的沖擊強(qiáng)度，目前有技術(shù)是通過(guò)添加抗沖擊改性劑來(lái)改善組合物的沖擊強(qiáng)度，但 是會(huì)影響產(chǎn)品的熱變形溫度以及流動(dòng)性能，也有技術(shù)是通過(guò)填料的尺寸或者表面處理的選 擇來(lái)提高沖擊強(qiáng)度，但是提高的幅度不大，效果不明顯。
[0004] 本發(fā)明驚訝地發(fā)現(xiàn)，在含有填料的聚碳酸酯復(fù)合材料中，通過(guò)添加較低可溶性鐵 含量的含鐵化合物以及減少或者避免其它含鐵化合物的加入可以使制得的聚碳酸酯復(fù)合 材料具有改善的彎曲模量和沖擊強(qiáng)度，且具有優(yōu)良的成型使用穩(wěn)定性和顏色穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚碳酸酯復(fù)合材料，通過(guò)在聚碳酸酯復(fù)合材料中添加 微量的鐵元素，可以使制得的聚碳酸酯復(fù)合材料具有改善的彎曲模量和沖擊強(qiáng)度，且具有 優(yōu)良的成型使用穩(wěn)定性和顏色穩(wěn)定性。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種聚碳酸酯復(fù)合材料，包括以下組份： 30-80重量份的聚碳酸酯； 5-40重量份的ABS; 5-80重量份的填料； 其中，基于聚碳酸酯復(fù)合材料的總重量，鐵元素的重量含量為〇. lppm_50ppm。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)在復(fù)合材料中添加具有較低可溶性鐵含量的含鐵單質(zhì)或含鐵化合物， 以及減少或者避免復(fù)合材料中帶來(lái)的以及其它含外來(lái)金屬化合物傷害，特別是活潑堿金屬 的痕量存在，將復(fù)合材料中鐵元素的含量控制在〇.lppm-50ppm范圍內(nèi)，不僅可以避免對(duì)填 料粉體的預(yù)處理，而且還能穩(wěn)定體系中堿性離子，同時(shí)在加工過(guò)程中因?yàn)榇嬖贠.lppm-50ppm的鐵元素，會(huì)降低螺桿或其他金屬的帶入導(dǎo)致顏色變深以及性能損傷，使制得的聚碳 酸酯復(fù)合材料具有明顯改善的彎曲模量和沖擊強(qiáng)度，且具有優(yōu)良的成型使用穩(wěn)定性和顏色 穩(wěn)定性。
[0008] 優(yōu)選的，基于聚碳酸酯復(fù)合材料的總重量，鐵元素的重量含量為5ppm_40ppm，更優(yōu) 選為 10ppm-30ppm。
[0009] 其中，所述鐵元素來(lái)源于含鐵單質(zhì)或含鐵化合物，所述含鐵化合物選自氯化鐵，氯 化亞鐵，硝酸鐵，硫酸鐵，硫酸亞鐵或鐵的絡(luò)合物中的一種或幾種。
[0010] 所述聚碳酸酯選自包括重復(fù)結(jié)構(gòu)碳酸酯單元的均聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
[0011] 所述的聚碳酸酯可以具有約15000-40000的重均分子量，重均分子量可以通過(guò)本 領(lǐng)域所公知的方法去測(cè)定。將此重均分子量范圍內(nèi)的聚碳酸酯作為改性組分，可以兼顧加 工流動(dòng)性以及機(jī)械性能，如果重均分子量低于15000,則改性后的組合物會(huì)喪失韌性，不能 滿足產(chǎn)品的使用要求，如果重均分子量高于40000,則在加工困難，會(huì)增加廢品率以及能耗。
[0012] 所述聚碳酸酯同時(shí)具備roi系數(shù)為2.0-4.0，？01系數(shù)為多分散指數(shù)，基于8?4聚碳 酸酯標(biāo)準(zhǔn)凝膠色譜法測(cè)定。pdi值大于或等于i，roi值表示聚合物分子鏈的均一性。
[0013] 根據(jù)ASTM D1238 300°C在1.2kg負(fù)荷下測(cè)量的聚碳酸酯熔體流動(dòng)速率為3g/ 10min-30g/10min;組合物的通用成型溫度是300°C，在這個(gè)加工溫度下，如果聚碳酸酯的 流動(dòng)速率太低，則黏度過(guò)大，與組合物中其它各組分的相容性差，最終導(dǎo)致產(chǎn)品性能的不穩(wěn) 定性提高，如果聚碳酸酯的流動(dòng)速率大于30g/10min，則表明分子鏈段端基含量較高，活性 高，產(chǎn)品的機(jī)械性能以及顏色穩(wěn)定性在加工過(guò)程中容易受到熱以及氧的入侵導(dǎo)致失效。 [00M]所述ABS是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物，是通過(guò)本領(lǐng)域熟知的方法制備 的，可以通過(guò)乳液法或者溶液法進(jìn)行制備，具體的，首先通過(guò)共輒二烯，如丁二烯或者其它 可共聚的單體，如苯乙烯聚合以提供聚合物主鏈來(lái)制備接枝共聚物，在形成聚合物主鏈后， 將至少一種接枝單體，并且具體的兩種在存在聚合物主鏈的情況下聚合以獲得接枝共聚 物。
[0015] ABS可以通過(guò)乳液法或者本體法聚合而得。
[0016] ABS共聚物具有500nm至2000nm的平均粒度，優(yōu)選具有750nm-1250nm的平均粒度， 更優(yōu)選900nm至llOOnm的平均粒度。如果平均粒度大于2000nm，ABS在基體中的分散性會(huì)大 大降低，如果平均粒度小于500nm，合成工藝要求比較苛刻，產(chǎn)率較低，不能滿足工業(yè)化的要 求。
[0017] ABS共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于25°C，優(yōu)選大于70°C，更優(yōu)選大于100°C。玻璃化 溫度太低，橡膠含量過(guò)高會(huì)影響相容性，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度過(guò)高則ABS極性高，表面能大，增加 分散的困難。
[0018] 所述填料是礦物填料，具體可以為滑石粉、硅灰石、高嶺土、黏土、晶須、硅藻土等 等，其體積表面積值為20um至90um〇
[0019] 所述填料可以是不進(jìn)行任何表面處理的，也可以是涂覆處理的，例如烷基表面包 覆，環(huán)氧表面處理，酰胺表面處理，羥基硅油，烷基硅烷，甲氧基硅烷，磺酸基等處理。
[0020] 根據(jù)不同的用途需要，本發(fā)明的聚碳酸酯復(fù)合材料還可以進(jìn)一步包括0-20重量份 的抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、抗沖改性劑、阻燃劑、熒光增白劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、增韌劑、抗靜電 劑、脫模劑、顏料等。
[0021] 所述抗氧化劑選自受阻胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的一 種或幾種，具體可以列舉出1010、168、1076、445、1098中的一種或者兩種及以上的混合物； 所述增韌劑是EVA型增韌劑、EMA型增韌劑、ASA型增韌劑、AES型增韌劑、SAS型增韌劑、 丙烯酸酯類增韌劑、有機(jī)硅增韌劑中的一種或多種混合物。
[0022] 所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類或紫外線吸收劑中的一種或幾種的混合，具體可以列舉 出群-944、群-234、7700?、328、531、3896中的一種或者兩種及以上的混合物； 所述抗沖改性劑為PTW、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物SEBS中的一種或者兩種 的混合物； 所述阻燃劑為磷系阻燃劑，具體可以為雙酚A雙（二苯基磷酸酯）BDP、紅磷、0P1240、 0P1230中的一種或者兩種及以上的混合物； 所述熒光增白劑為雙三嗪氨基二苯乙烯、鈦白粉中的一種或者二者的混合物； 所述潤(rùn)滑劑為滑石粉、乙撐雙硬脂酰胺EBS、芥酸酰胺、硬脂酸鋅、硅油中的一種或者兩 種及以上的混合物； 所述增塑劑為甘油、檸檬酸、檸檬酸丁酯、環(huán)氧大豆油等中的一種或者兩種及以上的混 合物； 所述抗靜電劑為永久性抗靜電劑，具體可以列舉出PELESTAT-230、PELESTAT-6500、 SUNNICO ASA-2500中的一種或者兩種及以上的混合物； 所述脫模劑為硅油、石蠟、白礦油、凡士林中的一種或者兩種及以上的混合物； 所述顏料為炭黑、黑種、鈦白粉、硫化鋅、酞青藍(lán)、熒光橙中的一種或者兩種及以上的混 合物。
[0023]本發(fā)明所述鐵元素的獲得途徑，可以通過(guò)在聚碳酸酯復(fù)合材料加工過(guò)程中直接添 加含鐵單質(zhì)或含鐵化合物，含鐵單質(zhì)或含鐵化合物的加入量以使復(fù)合材料中鐵元素的含量 達(dá)到0. lppm-50ppm為適宜。
[0024] 本發(fā)明所述聚碳酸酯復(fù)合材料在樣條尺寸為12 · 6mm*3 · 2mm，長(zhǎng)度大于100mm，溫度 為23°C的彎曲模量大于5700MPa。
[0025]本發(fā)明所述聚碳酸酯復(fù)合材料在樣條尺寸為12.6mm*3.2m*67mm，使用2.75J的擺 錘，溫度為23°C的缺口沖擊強(qiáng)度大于70 J/m。
[0026] 本發(fā)明的聚碳酸酯復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的彎曲模量和沖擊強(qiáng)度，可應(yīng)用于薄壁 產(chǎn)品，具有增強(qiáng)的特性，如筆記本電腦外殼，家用電器外殼等需要比較高的剛性的領(lǐng)域。
[0027] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果： 實(shí)驗(yàn)驚訝地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明通過(guò)在聚碳酸酯復(fù)合材料中添加具有較低可溶性鐵含量的含 鐵單質(zhì)或含鐵化合物以及減少或者避免其它含鐵化合物的加入，將復(fù)合材料中鐵元素的含 量控制在0 . l-50ppm范圍內(nèi)，可以使制得的聚碳酸酯復(fù)合材料具有改善的彎曲模量和沖擊 強(qiáng)度