一種聚碳酸酯組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工程塑料技術領域，特別涉及一種聚碳酸酯組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚碳酸酯PC是五大工程塑料之一，具有較高耐沖擊性及耐熱性等特性，廣泛應用 于人們生產和生活的各個方面。但是由于聚碳酸酯存在一些缺陷，如加工性能差、容易應力 開裂、耐缺口比較敏感以及耐磨性欠佳等，在一些場合并不能滿足實際使用的需要，因而人 們開始使用玻纖對聚碳酸酯進行增強。
[0003] 玻璃增強PC材料由于其良好的強度、韌性和熱性能而廣泛地應用于汽車、電子電 器、家電材料等領域。目前，纖維狀填料在體系中主要為增強作用，纖維狀填料的加入會大 大降低材料的韌性，不能達到剛韌平衡，常規手段是增加增韌劑，但是眾所周知，增加增韌 劑又會影響尺寸穩定性和加工流動性。
[0004] 然而常規的玻纖增強PC材料中，玻纖能夠賦予材料較強剛性，得到超高強度和模 量的產品，其力學性能和耐熱性能遠遠超過玻纖增強PP，PA材料由于吸水率較高，尺寸穩定 性較差也難以滿足高要求的風扇使用要求，因此提高玻纖增強PC就力學性能來說完全可以 勝任使用環境要求較高的場合，具有很高的翹曲形變穩定性。
[0005] 到目前為止，關于采用特定玻纖長度分布以及含量的聚碳酸酯組合物的對材料的 熱氧性能，尺寸穩定性以及強度和模量的影響還未見報道。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種聚碳酸酯組合物，該聚碳酸 酯組合物中纖維狀填料以特定的長度和含量分布，可以達到剛韌平衡，滿足尺寸的穩定性； 同時，在本發明的配方中加入了復配的熱穩定劑，使得的聚碳酸酯組合物的使用溫度上升。
[0007] 本發明的另一個目的還在于提供了一種聚碳酸酯組合物的制備方法。
[0008] 為實現上述目的，本發明的技術方案實施如下：
[0009] 本發明的一種聚碳酸酯組合物，包括以下組分及其重量份：
[0011] 所述各組分的重量份之和為100份；
[0012] 所述熱穩定劑為受阻酚類熱穩定劑和有機亞磷酸酯的混合物。
[0013] 上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳 酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯、支化聚碳酸酯、硅氧烷共聚碳酸酯中的至少一種，優選為芳 香族聚碳酸酯。
[0014]上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述芳香族聚碳酸酯的粘均分子量為13000-40000，優選為粘均分子量16000-28000的芳香族聚碳酸酯。
[0015]上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述纖維狀填料為金屬纖維、碳纖維、塑料纖 維和玻璃纖維中的至少一種。
[0016] 上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述玻璃纖維的直徑為1_-25μπι，優選為2μπι-20μπ?，更優選為4μ_15μπ?。該玻璃纖維選自粗紡纖維、長玻璃纖維和短玻璃纖維中的至少一 種;優選為Μ-玻璃、Ε-玻璃、Α-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、C-玻璃中的至少一種；更優選為Ε-玻 璃、Α-玻璃和C-玻璃中的至少一種;該玻璃纖維可以是經過漿料和粘合促進劑進行表面處 理的，也可以是對表面部分覆蓋處理，還可以是表面不進行任何處理
[0017] 上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述有機亞磷酸酯為亞磷酸三苯酯，亞磷酸 三-(2,6_二甲基苯基）酯，亞磷酸三-壬基苯基酯，二甲基苯膦酸酯和磷酸三甲酯中的至少 一種。
[0018] 所述受阻類熱穩定劑為烷基化的一元酚，烷基化的多元酚，多元酚和二烯的烷基 化反應產物，對甲酚的丁基化反應產物，二環戊二烯的丁基化反應產物，烷基化的氫醌類熱 穩定劑，羥基化的硫代二苯基醚類熱穩定劑，亞烷基-雙酚，芐基化合物和多元醇酯類熱穩 定劑中的至少一種。
[0019] 上述的一種聚碳酸酯組合物，其中，所述助劑為阻燃劑、熱穩定劑、抗氧劑、阻燃 增效劑、抗滴落劑、潤滑劑、脫模劑、光穩定劑、增塑劑、填料和著色劑中的至少一種。
[0020] 所述阻燃劑選自鹵系阻燃劑或無鹵阻燃劑，優選無鹵阻燃劑。
[0021] 所述鹵系阻燃劑選自溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化雙酚Α型環氧樹脂、溴化苯 乙烯-馬來酸酐共聚物、溴化環氧樹脂、溴化苯氧基樹脂、十溴二苯醚、十溴代聯苯、溴化聚 碳酸酯、全溴三環十五烷和溴化芳香族交聯聚合物中的至少一種，優選為溴化聚苯乙烯； [0022]所述無鹵阻燃劑選自含氮阻燃劑、含磷阻燃劑或含氮和磷的阻燃劑中的一種或幾 種;優選地，所述含磷阻燃劑選自磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷 酸三二甲苯基酯、磷酸三（2,4,6_三甲基苯基）酯、磷酸三（2，4_二叔丁基苯基）酯、磷酸三 (2,6_二叔丁基苯基)酯、間苯二酚雙(磷酸二苯基酯）、對苯二酚雙(磷酸二苯基酯）、雙酚A-雙(磷酸二苯基酯）、間苯二酚雙(2，6_二叔丁基苯基磷酸酯)和對苯二酚雙(2,6_二甲基苯 基磷酸酯）中的至少一種。
[0023]所述抗滴落劑為氟化聚烯烴，氟化聚烯烴是公知的，商業上慣用的產品例如DuPont公司的Tefl:on?_3.0N。
[0024]所述潤滑劑為硬脂酸金屬鹽類潤滑劑、硬脂酸烷基酯類潤滑劑、硬脂酸季戊四醇 酯類潤滑劑、石蠟或褐煤蠟。
[0025]所述填料為鈦白粉、滑石粉、云母或硫酸鋇。
[0026]所述阻燃增效劑為含硅的化合物或含氟的化合物，優選為硅氧烷，二甲基硅氧烷， 苯基硅氧烷，甲氧基硅氧烷，聚四氟乙烯，丙烯腈-丁二烯共聚物SAN包覆的聚四氟乙烯，聚 碳酸酯PC包覆的聚四氟乙烯，乳液聚四氟乙烯，全氟磺酸鹽。
[0027]所述光穩定劑為苯并三唑類光穩定劑和二苯甲酮類光穩定劑中的至少一種。
[0028] 所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯。
[0029] 所述脫模劑為硬脂酸金屬鹽類脫模劑，硬脂酸烷基酯類脫模劑，硬脂酸季戊四醇 酯類脫模劑，石蠟或褐煤蠟。
[0030] 所述著色劑為顏料或染料。
[0031]本發明還提供了一種聚碳酸酯組合物的制備方法，所述制備方法中所使用的雙 螺桿擠出機設置有第一喂料口、第二喂料口、第三喂料口、第一螺筒、第二螺筒和第三螺筒， 所述制備方法包括以下制備步驟：
[0032]步驟1:按照以下組分及其重量份準備原材料:聚碳酸酯50-90份，纖維狀填料5-50份，熱穩定劑0.01-3份，助劑0-10份，各組分的重量份之和為100份；
[0033]步驟2:將聚碳酸酯、纖維狀填料和助劑烘干，烘干溫度為120-130°C，烘干時間4-6h;
[0034] 步驟3:將烘干后的聚碳酸酯和助劑加入至高混機中，再加入熱穩定劑混合，混合 溫度為30_50°C，混合時間為5-15min，獲得混合物；
[0035] 步驟4:將步驟3中的混合物喂入第一喂料口；
[0036]以纖維狀填料的總重量為基礎，將占纖維狀填料的總重量55-75%的纖維狀填料 加入至第一喂料口，并在第一螺筒中停留10-30s;
[0037]以纖維狀填料的總重量為基礎，將占纖維狀填料的總重量25-45%的纖維狀填料 加入至第二喂料口，并在第二螺筒中停留8-15s;
[0038]以纖維狀填料的總重量為基礎，將占纖維狀填料的總重量0-10%的纖維狀填料加 入至第二喂料口，并在第三螺筒中停留3_5s;
[0039] 所述雙螺桿擠出機的溫度控制在200_280°C。
[0040]步驟5:將所述雙螺桿擠出機中已經熔融的物料通過所述雙螺桿擠出機的模頭熔 融擠出，擠出的熔融長條通過20°C_25°C的水槽冷卻口，引入到切粒機中進行均化切粒，得 到的粒子通過篩空輸送除濕后得到最終的聚碳酸酯組合物。
[0041]上述的聚碳酸酯組合物的制備方法，其中，所述雙螺桿擠出機的輸料段末端、熔融 段前端和計量段三處至少有一處與抽真空裝置連接。
[0042]上述的聚碳酸酯組合物的制備方法，其中，所述雙螺桿擠出機的長徑比為60:1，其 模頭具有4-30個模頭孔，擠出的熔融長條直徑為0.5-10mm。
[0043]本發明的有益效果如下：
[0044] 1.本發明選用在聚碳酸酯組合物配方中調節纖維狀填料的長度及含量分布，實現 纖維狀填料在聚碳酸酯組合物中的雙峰分布，得到的聚碳酸酯組合物剛性增強的同時具有 優異的韌性，達到剛韌平衡，增加了材料的適用性和實用性。
[0045] 2.本發明中加入了特定的復配的熱穩定劑，加強了聚碳酸酯組合物的熱穩定性， 使其使用環境溫度上升。
【附圖說明】 圖1是發明的制備方法中所用到的雙螺桿擠出機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面將結合對比例和實施例，對本發明作進一步說明。
[0047]對比例和實施例中的所用到的原材料的型號和生產廠家見下表：
[0049] 該發明使用到的雙螺桿擠出機請參考圖1，該雙螺桿擠出機設置有第一喂料口 1、 第二喂料口 2、第三喂料口 3、第一螺筒4、第二螺筒5和第三螺筒6。
[0050] 實施例1-9和對比例1-7按照以下步驟，以制備聚碳酸酯組合物：
[0051 ]步驟1:按照以下組分:聚碳酸酯，纖維狀填料，熱穩定劑和助劑；
[0052]步驟2:將聚碳酸酯、纖維狀填料和助劑烘干，烘干溫度為120-130°C，烘干時間4-6h;