一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金及其製備方法和應用的製作方法
2023-04-30 09:03:46
專利名稱：一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及聚碳酸酯/玻璃纖維合金領域，具體涉及一種利用聚碳酸酯再生料製備的聚碳酸酯/玻璃纖維合金及其製備方法和應用。
背景技術：
聚碳酸酯(PC)是一種普通通用塑料，含有碳酸酯基，根據酯基的結構可分為脂肪族，芳香族等多種類型，是一種無色透明的無定性熱塑性材料，其化學性質為耐弱酸、耐弱鹼、耐中性油、不耐紫外光和不耐強鹼，其物理性質為線膨脹率38X10Cm/Cm2，熱變型溫度 135°C，具有穩定性差、存在應力易於裂開、對缺口抗衝擊力低、耐磨性差、對金屬件粘合力低、粘度大、流動性差和影響加工注塑成型等缺點。玻璃纖維(GF)加入到聚碳酸酯中，可增強材料的物理機械剛性。因為聚碳酸酯為比較常用的材料，所以會產生大量的次料或次品、回收品，目前對於次料、次品或回收品的處理主要有以下幾種方法
(1)焚燒或填埋方式，由於在焚燒過程中匯產生二氧化硫等有害氣體，極易造成環境汙染，而採取填埋方式，聚碳酸酯的難降解性也會對環境造成很大的危害，目前這種方式正在逐步被淘汰；
(2)對次料、次品或回收品進行簡單的回收抽粒而不進行任何改性，降級為普通塑料使用，雖然解決了環境汙染問題，但未能充分利用這些次料的經濟價值。因此，如何回收並充分運用這些次料、次品或回收品，使之再生後產生新的經濟效益是一項利國利民的課題。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種以聚碳酸酯原料結合聚碳酸酯再生料為主要成分，具有高性能、高阻燃、高抗衝、高穩定性和抗靜電特點的聚碳酸酯/玻璃纖維合金。本發明的另一個目的在於提供上述聚碳酸酯/玻璃纖維合金的製備方法。本發明的另一個目的在於提供上述聚碳酸酯/玻璃纖維合金的應用。本發明的上述目的是通過如下方案予以實現的
一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其原料配方是由如下重量份數的各組分組成 聚碳酸酯30 50份；
聚碳酸酯再生料30 50份；
FR2025防火劑0. 3 0. 5份；
二氧化鈦0. 5 2份；
玻璃纖維9. 5 11. 5份；
EMA2 5份；
抗氧劑10100. 1 0. 5份；抗氧劑168 抗紫外線劑UV-531
0. 1 0. 5 份； 0. 3 0. 5 份； 0. 03 0. 08 份； 0. 04 0. 08 份； 0. 02 0. 04 份； 0. 005 0. 01 份。
擴散粉EBS 群青藍色粉氧化鐵紅色粉
耐高溫螢光黃色粉上述聚碳酸酯採用市售的任何一種聚碳酸酯原料均可實現本發明。上述聚碳酸酯再生料採用任何一種聚碳酸酯再生料均可，如聚碳酸酯次料、次品或回收品等等；本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金可以製備智能電錶殼體或端子排，由於智能電錶殼體其有一定顏色要求，所以本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金在用於製備智能電錶殼體的時候，聚碳酸酯再生料最好不採用具有黑色、深藍或大紅等深顏色的聚碳酸酯再生料，因為將再生料顏色變淺是需要成本的，而當本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金在用於製備端子排的時候，則不對聚碳酸酯再生料的顏色進行要求。上述FR2025防火劑為市售產品，FR2025防火劑是環保阻燃劑，在本發明中起到阻燃劑的作用。上述二氧化鈦(TiO2)在本發明中，可對本發明中聚碳酸酯再生料的顏色起到消雜色、增白的作用，使得本發明產品的色澤更合適。上述玻璃纖維(GF)為市售產品，在本發明中起到使本發明合金絕緣性提高、耐候性加強、抗腐蝕性好、機械強度高、增強物體穩定性和抗衝性的作用。上述EMA為乙烯-丙烯酸酯共聚物的英文縮寫，為市售產品，在本發明中的作用是對本發明合金中的玻璃纖維起到增韌作用，克服玻璃纖維的脆性。上述抗氧劑1010和抗氧劑168均為市售產品，在本發明中起到抗熱、抗氧老化的作用。上述抗紫外線劑UV-531為市售產品，在本發明中起到克服聚碳酸酯在紫外線照射下變色、變型和易老化的作用。上述擴散粉EBS為市售產品，在本發明中起到潤滑、擴散的作用。上述群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉的作用是搭配一起調製出的顏色符合用戶要求的1U、4U ；群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉採用市售產品即可。上述聚碳酸酯/玻璃纖維合金的製備方法是按照上述原料配方，將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻後送入雙螺杆擠出機中，在240 290°C的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺杆擠出機擠出後， 經水槽冷卻，引入切粒機進行切粒操作，收集粒料即為本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金。上述製備方法中，將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻，在650 1300轉/分的轉速下將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻；採用650 1300轉/分的轉速進行攪拌，是因為如果攪拌太慢混合不好，攪拌太快，料會裂解。上述製備方法中，雙螺杆擠出機的轉速為250 400rRii。上述製備方法中，熔融混煉採用溫度為240 290°C，是因為溫度太低，熔融不好， 溫度太高，料會裂解。上述製備方法中，由雙螺杆擠出機擠出的熔體經水槽冷卻時，所用的水槽溫度為 60 80°C;本發明人通過研究發現，此處水槽冷卻的溫度也會對產品有一定影響，若水槽溫度過低，則粒料間空隙過大而易碎，若水槽溫度過高，則粒料易粘結，因此，經過對水槽溫度進行優化後，本發明人選擇用於冷卻熔體的水槽溫度為60 80°C。上述製備方法中，切粒機的轉速為600 900rpm ；本發明人通過研究發現，若切粒機轉速過慢，則粒料會太肥大，若切粒機轉速過快，則粒料會太小，因此，切粒機的轉速需要調整合適，否則都會對最終粒料的美觀有影響；對此，本發明人對切粒機的轉速進行了優化調整，最終選擇切粒機的轉速為600 900rpm。對上述製備所得聚碳酸酯/玻璃纖維合金進行性能測試，發現該合金具有高性能、高阻燃、高抗衝、高穩定性和抗靜電等特點，可用於製備智能電錶殼體(如單項電錶殼體、三項電錶殼體等)或端子排。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
1.本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其原料中採用了聚碳酸酯再生料來代替大部分的聚碳酸酯原料，為了保證最終產品的性能優良，本發明人針對再生料的特點搭配了合適的助劑，並對各助劑的用量進行了優化，各助劑的選擇使得聚碳酸酯再生料也能製備出性能優良的聚碳酸酯/玻璃纖維合金，為國家節約能源，又是環保再生資源回收利用，全過程做到節能、減排、環保再生，為國家節約能源作貢獻；
2.本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其各項性能指標均達到或超過國家電力系統的標準，解決了純原材料粘度大，對金屬的粘合性差，流動性差和加工困難等缺點，還解決了聚碳酸酯原料存在易於應力開裂，穩定性能低，對於缺口比較敏感，以及耐磨性欠佳[6 8] 等問題；
3.現有技術採用聚碳酸酯原料製備的聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其伸拉強度約64MPa， 彎曲模量約2300Mpa，而本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金其伸拉強度達到740kg/cm2，彎曲模數達到34000kg/cm2，且產品達到型體穩定，是目前智能電錶殼體及端子排最符合最穩定的改性材料；
4.本發明聚碳酸酯/玻璃纖維合金的製備方法，根據其配方原料的特點，對其原料混合轉速、雙螺杆擠出機的轉速和溫度進行了優化，從而保證了製備所得合金的優良性能。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步地描述，但具體實施例並不對本發明做任何限定。實施例1
本實施例的一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其原料配方是由如下重量份數的各組分組
成
聚碳酸酯32份；
5聚碳酸酯再生料50份；
FR2025防火劑0. 5份；
二氧化鈦2份；
玻璃纖維10份；
EMA4 份；
抗氧劑10100.5份；
抗氧劑1680.3份；
抗紫外線劑UV-5310.5份；
擴散粉EBS0. 08份；
群青藍色粉0. 08份；
氧化鐵紅色粉0. 04份；
耐高溫螢光黃色粉0.01份。本實施例的聚碳酸酯/玻璃纖維合金的製備方法是按照上述原料配方，將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、玻璃纖維、EMA、FR2025防火劑、二氧化鈦、抗氧劑1010、抗氧劑168、 抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻後送入雙螺杆擠出機中，在250°C的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺杆擠出機擠出後，經水槽冷卻，引入切粒機進行切粒操作，收集粒料即為本實施例的聚碳酸酯/玻璃纖維合金。上述製備方法中，將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、玻璃纖維、EMA, FR2025防火劑、 二氧化鈦、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻，在1300轉/分的轉速下將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、玻璃纖維、EMA、FR2025防火劑、二氧化鈦、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑 UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻。上述製備方法中，雙螺杆擠出機的轉速為400rRii。上述製備方法中，水槽冷卻所採用的水槽溫度為70°C。上述製備方法中，切粒機的轉速為600rpm。採用ASTM國際標準對本實施例製備的聚碳酸酯/玻璃纖維合金進行性能測試，結果如表1所示。表1聚碳酸酯/玻璃纖維合金性能測試結果
權利要求
1. 一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金，其原料配方是由如下重量份數的各組分組成
2.—種權利要求1所述聚碳酸酯/玻璃纖維合金的製備方法，其特徵在於該製備方法是按照權利要求1所述原料配方，將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻後送入雙螺杆擠出機中，在240 290°C 的溫度下熔融混煉，所得熔體由雙螺杆擠出機擠出後，經水槽冷卻，引入切粒機進行切粒操作，收集粒料即為本發明的聚碳酸酯/玻璃纖維合金。
3.根據權利要求2所述製備方法，其特徵在於所述製備方法中將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑 UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻，是在650 1300轉/分的轉速下將聚碳酸酯、聚碳酸酯再生料、FR2025防火劑、二氧化鈦、玻璃纖維、 EMA、抗氧劑1010、抗氧劑168、抗紫外線劑UV-531、擴散粉EBS、群青藍色粉、氧化鐵紅色粉和耐高溫螢光黃色粉混合均勻。
4.根據權利要求2所述製備方法，其特徵在於所述製備方法中雙螺杆擠出機的轉速為 250 400rPm。
5.根據權利要求2所述製備方法，其特徵在於所述水槽冷卻時所用的水槽溫度為60 80 "C。
6.根據權利要求2所述製備方法，其特徵在於所切粒機的轉速為600 900rpm。
7.權利要求1所述聚碳酸酯/玻璃纖維合金在製備智能電錶殼體或端子排中的應用。聚碳酸酯聚碳酸酯再生料 FR2025防火劑二氧化鈦玻璃纖維 EMA抗氧劑1010 抗氧劑168 抗紫外線劑UV-531 擴散粉EBS 群青藍色粉氧化鐵紅色粉耐高溫螢光黃色粉30 50份； 0. 3 0. 5 份； 0. 5 2份； 9. 5 11. 5 份； 2 5份； 0. 1 0. 5 份； 0. 1 0. 5 份； 0. 3 0. 5 份； 0. 03 0. 08 份； 0. 04 0. 08 份； 0. 02 0. 04 份； 0. 005 0. 01 份。30 50份；
全文摘要
本發明公開一種聚碳酸酯/玻璃纖維合金及製備方法和應用，該聚碳酸酯/玻璃纖維合金的原料配方由如下重量份數的各組分組成30～50份PC、30～50份PC再生料、0.3～0.5份FR2025防火劑、0.5～2份二氧化鈦、9.5～11.5份玻璃纖維、2～5份EMA、0.1～0.5份抗氧劑1010、0.1～0.5份抗氧劑168、0.3～0.5份抗紫外線劑UV-531、0.03～0.08份擴散粉EBS、0.04～0.08份群青藍色粉、0.02～0.04份氧化鐵紅色粉和0.005～0.01份耐高溫螢光黃色粉。本發明的合金具有高性能、高阻燃、高抗衝、高穩定性和抗靜電等特點，可用於製備智能電錶殼體或端子排。
文檔編號C08L69/00GK102311626SQ20111018804
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者杜崇銘, 林湖彬 申請人:惠州市昌億科技股份有限公司