專利名稱：一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，具體地說，是一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂及其制備方法。
背景技術：
聚碳酸酯(PC)是非結晶性工程塑料，具有優良的抗沖擊強度、熱穩定、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性及抗污染性。玻纖增強聚碳酸酯提高了聚碳酸酯的力學性能和剛性，線膨脹系數大大減少，尺寸穩定性大大提高，模塑收縮率顯著降低，同時克服了聚碳酸酯不耐應力開裂和疲勞強度的缺陷。用于替代鋁、鋅等壓鑄領域的負荷件及尺寸要求極高的制品。可廣泛用于機械、儀表、電氣、電訊等工業產品中，例如制造電動工具外殼、電子計算機零件、飛機零件、宇航員頭盔、自行車零件和其他對剛性、尺寸穩定、耐沖擊有較高要求的零部件。玻纖增強聚碳酸酯樹脂除了具有較好的剛性外，它對韌性也有一定的要求。根據研究發現，沖擊強度在120J/M是玻纖增強聚碳酸酯樹脂的脆韌轉化點。然而，市場上的產品大多沖擊在80-110J/M，這是因為PC對玻纖的浸潤性非常差，兩者界面作用力弱、不能很好的相容，所以玻纖增強聚碳酸酯材料增韌困難很大。就改善玻纖增強聚碳酸酯樹脂的韌性而言的話，傳統的看法是PC為剛性分子鏈，分子間作用力比較大，添加反應型增韌劑后，會造成應力集中，從而多傾向添加一些非反應活性的增韌劑，如丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丁二烯-苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等。這樣增韌，為物理增韌，效果有限。
中國專利文獻CN101875772B公開了一種玻纖增強PC復合材料及其制備方法，按重量百分比由以下組分組成聚碳酸酯45-61%，飽和聚酯5-20%，增韌劑3-4%，熱穩定劑0. 1-0. 3%，潤滑劑0. 7-1. 1%，玻璃纖維25-35%，所述的增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯和馬來酸酐的接枝P0E。中國專利文獻CN101134839B公開了一種阻燃玻纖增強聚碳酸酯材料及其制備方法，由下述重量百分比的原材料配制而成(％):聚碳酸酯10-80，聚碳酸酯/催化劑8-40，溴系阻燃劑2-10，增韌劑4-10，抗氧劑0. 1-1，潤滑劑0. 1-5，玻纖5_30，所述催化劑為堿性小分子物質，所述的增韌劑為丙烯酸酯類核殼共聚物。中國專利文獻CN101875768A公開了一種耐老化玻纖增強聚碳酸酯組合物及其制備方法，由下述重量份的組分組成聚碳酸酯樹脂20-70%，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物10-35%，聚乙烯接枝物5-40%，玻纖增強劑10-30%，偶聯劑0. 3-0. 5%，潤滑劑0. 5-3%，抗氧劑0. 1-1. 0%，具有產品表面無浮纖，光澤性好，優良的機械性能、尺寸穩定性和耐熱性，且耐沸水老化性能也有了很大的提高。但是關于一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂目前還未見報道。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂。本發明的再一的目的是，提供一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂的制備方法。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂主要包括以下重量份的原料組分
聚碳酸酯70-90，
增韌劑0. 1-2，
玻纖10-30，
助劑0-2，
所述的增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。所述的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物，重均分子量為3-5萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為0. 5%-2%。所述的聚碳酸酯重均分子量為18000-25000，可以是脂肪族或芳香族。所述的聚碳酸酯是芳香族。所述的聚碳酸酯是雙酚A型聚碳酸酯，采用光氣法或酯交換法生產。所述的玻纖為直徑8-12um、長度3_6_的短纖維。所述的助劑選自抗氧劑、內潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑、穩定劑、染料和顏料中至少一種。為實現上述第二個目的，本發明采取的技術方案是所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟
(1)按照重量比稱取所述原料；
(2)將聚碳酸酯、增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min；
(3)將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融擠出，造粒。所述的雙螺桿擠出機包括十個溫控區，所述的溫控1-2區的溫度為200-280°C，溫控3-4區的溫度為200-280°C，溫控5_6區的溫度為200-280°C，溫控7_8區的溫度為200-280°C，溫控 9-10 區的溫度為 200-280°C。所述的雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端，另一處抽真空設備位于計量段。本發明優點在于
本發明的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，通過添加苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物來增韌，其中增韌劑主要特征為極低的分子量和極低的甲基丙烯酸縮水甘油酯含量，當添加到增強的聚碳酸酯體系后，分子間不會產生強烈的斥力，也就不會造成應力集中，從而在改善玻纖與聚碳酸酯相容的同時提高沖擊強度。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明提供的具體實施方式
作詳細說明。一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂主要包括以下重量份的原料組分
聚碳酸酯70-90，增韌劑o. 1-2，
玻纖10-30，
助劑0-2。需要說明的是，所述的聚碳酸酯(PC)重均分子量為18000-25000，可以是脂肪族或芳香族，優選芳香族，尤其優選雙酚A型聚碳酸酯，光氣法或酯交換法生產均可以。所述的增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為3-5萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)含量為0. 5%-2%。所述的玻纖直徑為8-12um、長度為3_6mm的短纖維。所述的助劑選自抗氧劑、內潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑、穩定劑、染料和顏料中至少一種。上述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂的制備方法，包括以下步驟
(1)按照重量比稱取所述原料；
(2)將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min；
(3)將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融擠出，造粒。需要說明的是，所述雙螺桿擠出機包括十個溫控區，所述的溫控1-2區的溫度為200-2800C，溫控3-4區的溫度為200_280°C，溫控5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控9-10區的溫度為200-280°C ;所述雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端，另一處抽真空設備位于計量段。實施例I
PC (芳香族雙酚A型聚碳酸酯)重均分子量為18000。增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為5萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為0. 5%。玻纖規格為直徑8um、長度6mm的短纖。將各組分按重量份比稱取PC為70，增韌劑為0. 1，玻纖為30 JfPC和增韌劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控9-10區的溫度為200-280°C。實施例2
雙酚A型PC，重均分子量為25000。增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為3萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為I. 0%。玻纖規格為直徑9um、長度5mm的短纖。將各組分按重量份比稱取PC為75，增韌劑為0. 5，玻纖為25，抗氧劑0. 7，脫模劑0. 3，染料I ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200-280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為200_280°C。實施例3
PC (脂肪族聚亞乙基碳酸酯)，重均分子量為22000。
增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為4萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為I. 5%。玻纖規格為直徑10um、長度4mm的短纖。將各組分 按重量份比稱取PC為80，增韌劑為1，玻纖為20，內潤滑劑0. 5，抗靜電劑0. 7 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280 V的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200-280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為200_280°C。實施例4
雙酚A型PC重均分子量為21000。增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為3萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為2. 0%。玻纖規格為直徑llum、長度3mm的短纖。將各組分按重量份比稱取PC為85，增韌劑為I. 5，玻纖為15，穩定劑0.5，抗氧劑0. 1，內潤滑劑0. 3 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200-280°C, 5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為 200-280°C。實施例5
雙酚A型PC重均分子量為20000。增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(SAG)，重均分子量為5萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為I. 0%。玻纖規格為直徑12um、長度4. 5mm的短纖。將各組分按重量份比稱取PC為90，增韌劑為2，玻纖為10，抗氧劑0. 3，內潤滑劑
0.2，顏料0. I ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200-280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為200_280°C。需要說明的是，對實施例1-5得到的玻纖增強聚碳酸酯樹脂材料進行性能測試，測試結果表明，材料的沖擊性能得到顯著的提高，流動性影響不大。實施例6
需要說明的是，實施例6-9中所選的PC牌號為PC-300-15，LG化學有限公司生產，重均分子量為23000。增韌劑牌號為SAG-001，上海錦湖日麗塑料有限公司生產，結構為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物，重均分子量為3萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為
1.0%。玻纖牌號為3786, PPG公司生產，規格為直徑10um、長度4. 5mm的短纖。將各組分按重量份比稱取PC-300_15為89，增韌劑SAG-OOl為1，玻纖3786為10，主抗氧劑1010 0. I，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控9-10區的溫度為200-280°C。實施例I
將各組分按重量份比稱取PC-300-15為88，增韌劑SAG-001為2，玻纖3786為10，主抗氧劑1010 0. I，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控 9-10 區的溫度為 200-280°C。 實施例8
將各組分按重量份比稱取PC-300-15為90，增韌劑SAG-001為2，玻纖3786為10，主抗氧劑1010 0. I，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控 9-10 區的溫度為 200-280°C。對比例I :
將各組分按重量份比稱取PC-300-15為90，玻纖3786為10，主抗氧劑1010 0. 1，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200-280°C, 5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為 200-280°C。實施例9
將各組分按重量份比稱取PC-300-15為70，增韌劑SAG-001為2，玻纖3786為30，主抗氧劑1010 0. I，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC，增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200_280°C，5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200-280°C，溫控 9-10 區的溫度為 200-280°C。對比例2
將各組分按重量份比稱取PC-300-15為70，玻纖3786為30，主抗氧劑1010 0. 1，輔抗氧劑168 0. 2，內潤滑劑PETS 0. 2 ;將PC和助劑在中速混合器中混合20min ;將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融溫度為200-280°C的雙螺桿擠出機擠出，造粒。其中各區溫度為雙螺桿擠出機1-2區的溫度為200-280°C，3-4區的溫度為200-280°C, 5-6區的溫度為200_280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫
權利要求
1.一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂主要包括以下重量份的原料組分聚碳酸酯70-90，增韌劑0. 1-2， 玻纖10-30， 助劑0-2， 所述的增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
2.根據權利要求I所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物，重均分子量為3-5萬，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為0. 5%-2%。
3.根據權利要求I所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯重均分子量為18000-25000，可以是脂肪族或芳香族。
4.根據權利要求3所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯是芳香族。
5.根據權利要求4所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的聚碳酸酯是雙酚A型聚碳酸酯，采用光氣法或酯交換法生產。
6.根據權利要求I所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的玻纖為直徑8_12um、長度3_6mm的短纖維。
7.根據權利要求I所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，其特征在于，所述的助劑選自抗氧劑、內潤滑劑、脫模劑、抗靜電劑、穩定劑、染料和顏料中至少一種。
8.根據權利要求I所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟 (1)按照重量比稱取所述原料； (2)將聚碳酸酯、增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min； (3)將上述混合好的原料投置于雙螺桿擠出機中、玻纖側喂，經過熔融擠出，造粒。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機包括十個溫控區，所述的溫控1-2區的溫度為200-280°C，溫控3-4區的溫度為200-280°C，溫控5_6區的溫度為200-280°C，溫控7-8區的溫度為200_280°C，溫控9-10區的溫度為200_280°C。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的雙螺桿擠出機有兩個抽真空處，其中一處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端，另一處抽真空設備位于計量段。
全文摘要
本發明涉及一種具有高沖擊強度的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，所述的玻纖增強聚碳酸酯樹脂主要包括以下重量份的原料組分聚碳酸酯70-90，增韌劑0.1-2，玻纖10-30，助劑0-2，所述的增韌劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。本發明優點在于本發明的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，通過添加苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物來增韌，其中增韌劑主要特征為極低的分子量和極低的甲基丙烯酸縮水甘油酯含量，當添加到增強的聚碳酸酯體系后，分子間不會產生強烈的斥力，也就不會造成應力集中，從而在改善玻纖與聚碳酸酯相容的同時提高沖擊強度。
文檔編號C08L25/12GK102719072SQ20121022289
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者李強, 李文強, 楊春華, 羅明華, 辛敏琦 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司