一種改性聚碳酸酯材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種改性聚碳酸醋材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸醋是分子鏈中含有碳酸醋基的高分子聚合物，其是一種綜合性能優(yōu)良的工 程塑料。聚碳酸醋是一種無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒、透明的熱塑性工程塑料，其力學(xué)性能既有優(yōu)良的 拉伸性能，又有很好的沖擊性能。目前，聚碳酸醋已廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件、通信電器、汽車部 件、食品容器、醫(yī)療與建材等諸多領(lǐng)域。但是由于聚碳酸醋的剛性鏈結(jié)構(gòu)，使得它在加工過(guò) 程中不結(jié)晶，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，從而造成運(yùn)種材料對(duì)缺口敏感，抗疲勞性和耐磨性差，其硬 度和初度均需要提高。
[0003] 有鑒于此，確有必要提供一種改性聚碳酸醋材料，其能夠提高聚碳酸醋的硬度和 初度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種改性聚碳酸醋材料，其能夠 提高聚碳酸醋的硬度和初度。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種改性聚碳酸醋材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述的改性聚碳酸醋材料包括W下組 分：
[0007]
[000引
[0009] 氧化錯(cuò)包覆的納米S氧化二侶顆粒的平均直徑為50nm-800nm，其中氧化錯(cuò)的比重 為10%-30%，氧化錯(cuò)包覆的平均厚度為1〇11111-3〇11111;
[0010] 玻璃纖維的平均長(zhǎng)度為20皿-100皿，其直徑為3皿-60皿。
[0011] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)加入一維的玻璃纖維和零維的點(diǎn)狀氧化錯(cuò)包覆的納 米S氧化二侶顆粒，通過(guò)一維材料和零維材料的配搭，可W在PC基體內(nèi)形成一個(gè)硬度增強(qiáng) 的S維網(wǎng)絡(luò)，從而大大提高聚碳酸醋的硬度，其千米硬度可達(dá)2H級(jí)-甜級(jí)。
[0012] 此外，單純的氧化侶脆性高，初性差，通過(guò)氧化錯(cuò)的表面包覆，可W提高其初性，運(yùn) 是因?yàn)檠趸e(cuò)的馬氏相變、微裂紋等能夠?qū)崿F(xiàn)增初。玻璃纖維則能夠?qū)厶妓岽灼鸬皆鰪?qiáng) 的作用，其能夠提高聚碳酸醋的力學(xué)性能和剛性，線膨脹系數(shù)大大減少，尺寸穩(wěn)定性大大提 高，同時(shí)克服了聚碳酸醋不耐應(yīng)力開裂和疲勞強(qiáng)度的缺陷。
[0013] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述的改性聚碳酸 醋材料包括W下組分：
[0014]
[0015] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述的改性聚碳酸 醋材料包括W下組分：
[0016]
[0017]
[0018] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，所述相容劑為苯乙締-馬來(lái)酸酢-丙締 酸縮水醋S元共聚物、苯乙締-馬來(lái)酸酢共聚物、馬來(lái)酸酢接枝ABS、馬來(lái)酸酢接枝聚乙締和 馬來(lái)酸酢接枝聚丙締中的至少一種，W提高無(wú)機(jī)材料與PC樹脂之間的相容性。
[0019] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑為丫-甲基丙締酸丙醋基 =甲氧基硅烷。該偶聯(lián)劑具有兩性結(jié)構(gòu)，其可W增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料與有機(jī)聚合物之間的親和力， 使得無(wú)機(jī)材料由親水性表面變成親油性，從而達(dá)到與聚碳酸醋之間的緊密結(jié)合。
[0020] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，所述增初劑為氯化聚乙締、甲基丙締 酸醋-丙締酸醋共聚物、甲基丙締酸甲醋-下二締-苯乙締=元接枝共聚物、乙締-醋酸乙締 共聚物中的一種，其可W進(jìn)一步增加聚碳酸醋的初性。
[0021] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，其制備方法包括W下步驟：
[0022] 第一步，納米=氧化二侶顆粒的制備：配制醋酸侶溶液，使侶離子的濃度范圍 0.2molA-0.5mo 1/L，然后加入尿素水溶液，再將其置于130°C-200°C的高壓蓋中水熱反應(yīng) 12h-l她，得到前驅(qū)物，洗涂，干燥，再在500°C-60(rC的環(huán)境下般燒化-3h，制得納米氧化侶 顆粒;通過(guò)水熱法合成納米=氧化二侶顆粒，不僅方法簡(jiǎn)單，而且得到=氧化二侶顆粒粒徑 均勻；
[0023] 第二步，氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒:將聚丙締酷胺加入水中，形成分散劑 溶液，聚丙締酷胺的摩爾濃度為0. lmol/L-0.5mol/l;同時(shí)將氧氯化錯(cuò)和尿素加入水中，氧 氯化錯(cuò)和尿素的摩爾比為I :(0.5-3)，充分?jǐn)埌柚脸吻澹玫交旌先芤?，再向溶液中加入?散劑溶液，分散劑溶液與混合溶液的質(zhì)量比為1: (2-20)，在超聲分散的條件下，緩慢地將步 驟一得到納米氧化侶顆粒加入溶液中，形成懸浮液，然后對(duì)該懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，將噴霧 干燥后的粉體在1200°C-140(rC下保溫化-地，得到氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒;分 散劑有效的解決了氧化侶的懸浮性，從而可W保證氧化錯(cuò)均勻地包覆在氧化侶顆粒的表 面。氧化錯(cuò)的形成是通過(guò)均勻沉淀法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，均勻沉淀法的沉淀過(guò)程緩慢，從而可W在氧 化侶顆粒的表面生成一層氨氧化錯(cuò)，在后期的高溫處理?xiàng)l件下，氨氧化錯(cuò)則轉(zhuǎn)化成氧化錯(cuò)。
[0024] 第=步，氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維的表面改性:將氧化錯(cuò)包 覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維分別加入兩個(gè)容器中的無(wú)水乙醇中，超聲分散，再加 入經(jīng)水解處理的偶聯(lián)劑，在5〇°c-6(rc下攬拌反應(yīng)10h-20h，然后分離、洗涂，烘干，分別得到 改性后的氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維；由于未經(jīng)改性的氧化錯(cuò)包覆的納 米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維很難在溶劑中形成穩(wěn)定的均一的分散體，因此需要對(duì)其進(jìn)行 表面改性，W改善其親水親油特性，大大提高其在水相和油相中的懸浮性。
[0025] 第四步，將第S步得到的改性后的氧化錯(cuò)包覆的納米S氧化二侶顆粒與PC樹脂、 玻璃纖維、相容劑和增初劑按質(zhì)量比例投入到高速混合機(jī)中，高速混合3min-10min;
[0026] 第五步，將高速混合機(jī)中預(yù)混好的原料混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)料斗中進(jìn)行烙 融、混煉、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝，其中，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿溫度控制在230°C-240 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/min-200轉(zhuǎn)/min。
[0027] 作為本發(fā)明改性聚碳酸醋材料的一種改進(jìn)，按重量份計(jì)，所述玻璃纖維由W下組 分組成：Si〇2 60-65份，Al2〇3 10-28份，MgO 10-20份，F(xiàn)e2〇3 0.5-1 份，Li2〇2 0.2-3份，B203 1-5份，CaO 1-10份，化2〇 0.1-0.5份，K2O 0.1-0.5份。運(yùn)種組成的玻璃纖維具有較高的強(qiáng) 度，可W很好的提高聚碳酸醋的硬度。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 按質(zhì)量百分比計(jì)，本發(fā)明提供的改性聚碳酸醋材料包括W下組分：
[0032] 氧化錯(cuò)包覆的納米S氧化二侶顆粒的平均直徑為lOOnm，其中氧化錯(cuò)的比重為 20%，氧化錯(cuò)包覆的平均厚度為20nm;[0033] 玻璃纖維的平均長(zhǎng)度為50皿，其直徑為12皿。[0034] 其中，按重量份計(jì)，所述玻璃纖維由W下組分組成：Si〇2 64份，Ab化16.5份，MgO 14份，F(xiàn)e2〇3 0.6份，Li2〇2 0.4份，B203 2份，CaO 2份，Na2〇 0.3份，K20 0.2份。
[0030]
[0031]
[0035] 該改性聚碳酸醋材料的制備方法包括W下步驟：
[0036] 第一步，納米=氧化二侶顆粒的制備：配制醋酸侶溶液，使侶離子的濃度范圍 0.3mol/L，然后加入尿素水溶液，再將其置于150°C的高壓蓋中水熱反應(yīng)14h，得到前驅(qū)物， 洗涂，干燥，再在550°C的環(huán)境下般燒化，制得納米氧化侶顆粒；
[0037] 第二步，氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒:將聚丙締酷胺加入水中，形成分散劑 溶液，聚丙締酷胺的摩爾濃度為〇.3molA;同時(shí)將氧氯化錯(cuò)和尿素加入水中，氧氯化錯(cuò)和尿 素的摩爾比為1:1，充分?jǐn)埌柚脸吻?，得到混合溶液，再向溶液中加入分散劑溶液，分散劑?液與混合溶液的質(zhì)量比為1:10,在超聲分散的條件下，緩慢地將步驟一得到納米氧化侶顆 粒加入溶液中，形成懸浮液，然后對(duì)該懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，將噴霧干燥后的粉體在1300°C 下保溫化，得到氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒;分散劑有效的解決了氧化侶的懸浮性， 從而可W保證氧化錯(cuò)均勻地包覆在氧化侶顆粒的表面。氧化錯(cuò)的形成是通過(guò)均勻沉淀法來(lái) 實(shí)現(xiàn)的，均勻沉淀法的沉淀過(guò)程緩慢，從而可W在氧化侶顆粒的表面生成一層氨氧化錯(cuò)，在 后期的高溫處理?xiàng)l件下，氨氧化錯(cuò)則轉(zhuǎn)化成氧化錯(cuò)。
[0038] 第=步，氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維的表面改性:將氧化錯(cuò)包 覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維分別加入兩個(gè)容器中的無(wú)水乙醇中，超聲分散，再加 入經(jīng)水解處理的偶聯(lián)劑，在55°C下攬拌反應(yīng)15h，然后分離、洗涂，烘干，分別得到改性后的 氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒和玻璃纖維；由于未經(jīng)改性的氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化 二侶顆粒和玻璃纖維很難在溶劑中形成穩(wěn)定的均一的分散體，因此需要對(duì)其進(jìn)行表面改 性，W改善其親水親油特性，大大提高其在水相和油相中的懸浮性。
[0039] 第四步，將第S步得到的改性后的氧化錯(cuò)包覆的納米S氧化二侶顆粒與PC樹脂、 玻璃纖維、相容劑和增初劑按質(zhì)量比例投入到高速混合機(jī)中，高速混合Smin;
[0040] 第五步，將高速混合機(jī)中預(yù)混好的原料混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)料斗中進(jìn)行烙 融、混煉、擠出、冷卻、干燥、切粒和包裝，其中，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿溫度控制在230°C-240 °C，螺桿轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/min。
[0041 ] 實(shí)施例2
[0042] 按質(zhì)量百分比計(jì)，本發(fā)明提供的改性聚碳酸醋材料包括W下組分：
[0043]
[0044] 氧化錯(cuò)包覆的納米S氧化二侶顆粒的平均直徑為300nm，其中氧化錯(cuò)的比重為 15%，氧化錯(cuò)包覆的平均厚度為15nm;
[0045] 玻璃纖維的平均長(zhǎng)度為30皿，其直徑為10皿。
[0046] 玻璃纖維由^下組分組成：51〇2 61份，412〇3 11份，1邑0 19.5份少62〇3〇.9份， Li2〇2 1份，B203 3份，CaO 3份，化2〇 0.2份，K20 0.4份。
[0047]其制備方法包括W下步驟：
[004引第一步，納米=氧化二侶顆粒的制備：配制醋酸侶溶液，使侶離子的濃度范圍 0.4mol/L，然后加入尿素水溶液，再將其置于160°C的高壓蓋中水熱反應(yīng)13h，得到前驅(qū)物， 洗涂，干燥，再在520°C的環(huán)境下般燒1.化，制得納米氧化侶顆粒；
[0049] 第二步，氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒:將聚丙締酷胺加入水中，形成分散劑 溶液，聚丙締酷胺的摩爾濃度為〇.2molA;同時(shí)將氧氯化錯(cuò)和尿素加入水中，氧氯化錯(cuò)和尿 素的摩爾比為1:2,充分?jǐn)埌柚脸吻?，得到混合溶液，再向溶液中加入分散劑溶液，分散劑?液與混合溶液的質(zhì)量比為1:6,在超聲分散的條件下，緩慢地將步驟一得到納米氧化侶顆粒 加入溶液中，形成懸浮液，然后對(duì)該懸浮液進(jìn)行噴霧干燥，將噴霧干燥后的粉體在1350°C下 保溫2.化，得到氧化錯(cuò)包覆的納米=氧化二侶顆粒;分散劑有效