專利名稱：一種具有耐高溫的玻纖增強聚碳酸酯樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚碳酸酯樹脂技術領域，具體地說，是關于一種具有耐高溫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，材料的粘度比較高，一般又是薄壁成型，所以加工溫度非常高，最高區溫度達310-320°C。玻纖與聚碳酸酯兩者相容性比較差，為了改善相容性，一般會在玻纖的浸潤劑中添加醋酸乙烯酯，同時帶來的負面作用就是容易發生酯交換，材料耐溫性不夠，制品注塑過程中容易發黃。在玻纖增強聚碳酸酯體系中，添加磷酸水溶液，可以抑制酯交換行為，改善材料的耐溫性，從而拓寬了材料加工窗口。中國專利文獻CN102120872A公開了一種高流動、易噴涂、高耐熱聚碳酸酯組合物及其制備方法，所述的組合物，由主材和助劑組成，所述主材的組成配方為聚碳酸酯(PC) 40% 80%，熱塑性聚酯16% 47%，乙烯-丙烯酸酯共聚物彈性體3% 10%，上述各組成的重量百分比之和為100% ;所述助劑包括添加量為主材總重量0. 1% 0. 5%的酯交換抑制劑；還可包括添加量為主材總重量的0% 3%的其他助劑。中國專利文獻CN1277623，公開了一種具有改進防潮性能的聚碳酸酯樹脂組合物，它包括相對于(A) 1-99%重量份的粘均分子量在特定值范圍的聚碳酸酯樹脂而言含有(B) (B-I) 1-99重量份具有以下物質作為其組分的共聚物(a)芳族乙烯基單體組分，(b)氰化物乙烯基單體組分，和(c)橡膠狀聚合物；和/或(B-2)具有以下物質作為其組分的共聚物(a)芳族乙烯基單體組分和(b)氰化物乙烯基單體組分，所述共聚物含有不超過Ippm的各種堿金屬，和(C)摻合0—40重量份的磷酸酯化合物(基于上述組分(A)和(B)的總100重量份計)的聚碳酸酯樹脂組合物。但是關于一種具有耐高溫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，提供一種具有耐高溫的玻纖增強聚碳酸酯樹脂。本發明的再一的目的是，提供一種具有耐高溫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玻纖增強聚碳酸酯樹脂，主要包括以下重量份比的原料組分
聚碳酸酯70-90 ；
玻纖10-30 ；
酯交換抑制劑0. 01-0. 5 ；
助劑0-2，
所述的酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。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
一種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
(a)按照重量比稱取所述原料；
(b)將聚碳酸酯、增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min；
(c)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，通過在玻纖增強聚碳酸酯體系中，添加磷酸水溶液，抑制了酯交換行為，改善了材料耐溫性，以及材料的外觀性能，拓寬了材料加工窗口。本發明的玻纖增強聚碳酸酯樹脂原材料種類較少，便于選材和實際生產操作。綜合以上優點可知，本發明的玻纖增強聚碳酸酯樹脂在手機及電子電器等領域具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式下面對本發明提供的具體實施方式
作詳細說明。實施例I
PC (芳香族雙酚A型聚碳酸酯)重均分子量為18000。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。玻纖規格為直徑8um、長度6mm的短纖。將各組分按重量份比PC-300-15為80，H3PO4 2H20為0. 5，3786為20，抗氧劑0. 3，內潤滑劑0. 2。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。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。玻纖規格為直徑9um、長度5mm的短纖。將各組分按重量份比:PC-300-15為90，H3PO4 2H20為0. 2，3786為10。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。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。 玻纖規格為直徑10um、長度4mm的短纖。將各組分按重量份比:PC-300-15為80，H3PO4 2H20為0. 5，3786為20。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4
雙酚A型PC重均分子量為21000。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。玻纖規格為直徑llum、長度3mm的短纖。將各組分按重量份比:PC-300-15為70, H3PO4 *2H20為0. 01，3786為30。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。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。玻纖規格為直徑12um、長度4. 5mm的短纖。將各組分按重量份比:PC-300-15為70，H3PO4 2H20為0. 2，3786為30。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，實施例1-5得到的聚碳酸酯樹脂具有耐高溫，注塑機停留IOmin后，制品外觀無顏色變化。實施例6
需要說明的是，以下實施例和對比例中所選的PC牌號為PC-300-15，LG化學有限公司生產，重均分子量為23000。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。酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液，分子式為H3PO4 2H20,市售。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PC-300-15為90，H3PO4 *2H20為0.2，3786為10，其它成分見表I。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7
將各組分按重量份比PC-300-15為90，H3PO4.2H20為0.5，3786為10，其它成分見表I。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PC-300-15為70，H3PO4.2H20為0.2，3786為30，其它成分 見表I。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PC-300-15為90，3786為10，其它成分見表I。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。表I實施例6-8和對比例I各組分及其重量份比
11成I對比例11實施例2 I實施例3 I實施例4
PC9090~ 90— 70
H3PO4 2Ha00~OT 0.5~0.2
3786T~010~ 10~30
主抗氧劑，10100. I一 0. I"o. I o7i
輔抗氧劑，168~0.2OY 0.2_0.2
內潤滑劑，PETS|o. 2|o. 2|o. 2 |o. 2
將實施例6-8和對比例I按ASTM標準，注塑溫度為310°C、模溫120°C下，注塑成樣條，
測試結果如下
表2實施例6-8和對比例I的測試結果
測試項目I對比例II實施例2I實施例3I實施例4
拉伸強度(Mpa)~80. I~78.573. 3110.3
彎曲強度(Mpa)~ 115. 5~ 110.4104.4131.6
彎曲模量(Mpa)~3152~303528566774
缺口沖擊強度(J/M)~ 102. 3~96.786. 598. 7
無缺口沖擊強度(J/M)~636. 7~ 587.9518.7578.4
熔融指數(g/min) 9.49. 59.64.8—
注塑機停留IOmin后，制品外觀I發黃嚴重，甚至偏紅色I無顏色變化。I無顏色變化。I無顏色變化。
備注拉伸測試條件為5mm/min，彎曲測試條件為I. 3mm/min，熔融指數測試條件為300 0C *1. 2Kg。從實驗結果可以看出，就玻纖增強聚碳酸酯樹脂來說，添加了 H3PO4 2H20后，材料的耐溫性能改善顯著，但添加量不易過高，不然會影響玻纖和聚碳酸酯的相容性，那樣材料的剛性、韌性均會降低。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明方法的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為 本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種玻纖增強聚碳酸酯樹脂，特征在于，主要包括以下重量份比的原料組分 聚碳酸酯70-90 ； 玻纖10-30 ； 酯交換抑制劑0. 01-0. 5 ； 助劑0-2， 所述的酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。
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，所述的聚碳酸酯重均分子量為18000-25000，可以是脂肪族或芳香族。
3.根據權利要求2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。
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，所述的聚碳酸酯是雙酚A型聚碳酸酯，采用光氣法或酯交換法生產。
5.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。
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。
7.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 Ca)按照重量比稱取所述原料； (b)將聚碳酸酯、增韌劑和助劑在中速混合器中混合20min； (c)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。
8.根據權利要求7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。
9.根據權利要求7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耐高溫的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，所述的聚碳酸酯樹脂，主要包括以下重量份比的原料組分聚碳酸酯70-90；玻纖10-30；酯交換抑制劑0.01-0.5；助劑0-2，所述的酯交換抑制劑為含兩個結晶水的磷酸水溶液。本發明還提供了玻纖增強聚碳酸酯樹脂的制備方法。本發明的玻纖增強聚碳酸酯樹脂，通過在玻纖增強聚碳酸酯體系中，添加磷酸水溶液，抑制了酯交換行為，改善了材料耐溫性，以及材料的外觀性能，拓寬了材料加工窗口。
文檔編號C08K13/04GK102746634SQ20121022309
公開日2012年10月24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