[发明专利]一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(简称：PC)是一种应用日益广泛的工程塑料，其产量仅次于尼龙，它具有综合稳定的力学性能、热性能和电性能，并具有优秀的抗冲击、尺寸稳定、耐热及透明等性能。但是它的某些缺点如加工困难，制品残余应力大等，都制约了它在许多领域中的应用。增强PC是最早工业化的PC改性产品之一，相对于PC，在性能上提高了PC的耐疲劳强度和硬度，减小了制品对应力的敏感性并降低了成本，同时提高了PC的力学性能。玻璃纤维增强是PC改性的一种重要手段，它使得PC性能更加优越，从而扩宽了其应用范围。

传统的玻璃纤维增强PC的制备方法是通过将PC与经过偶联剂处理的玻璃纤通过鼓风烘箱，于高温干燥处理，保证水分含量低于0.03％，然后采用双螺杆挤出熔融、剪切、混合、挤出、冷却、切粒而得。但该方法在制备时需较高的温度使PC塑化，加入玻璃纤维后容易局部受热变形，通过挤出机挤出后产品变黄，不能满足加工制品的要求。并且，挤出成型时，因物料混合不均匀，使制得的产品稳定性较差。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种产品机械性能好、不黄变的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法。

本发明的玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法，以二氯乙烷为有机溶剂溶解聚碳酸酯后，加入玻璃纤维进行反应，反应结束后以乙醇萃取产物，制得玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料。

进一步，所述方法包括下述步骤：

(1)将二氯乙烷加热至50～70℃，边搅拌边加入聚碳酸酯；

(2)待聚碳酸酯溶解至无色透明胶状溶液后，加入玻璃纤维；

(3)搅拌使玻璃纤维与聚碳酸酯混合均匀，保温45～60min后，冷却至室温；

(4)乙醇萃取产物，干燥，制得玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料。

其中，以体积与重量比计，所述二氯乙烷与聚碳酸酯的比为(1～3)∶1。

另外，按重量百分比计，加入的玻璃纤维占聚碳酸酯的15～30％。

另外，所述步骤(1)中的搅拌为70r/s～85r/s。

另外，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维。

另外，所述聚碳酸酯200℃下的熔融指数为7～10g/10min。

另外，在步骤(3)中，玻璃纤维与聚碳酸酯混合均匀后，加入助剂。

另外，所述助剂选自抗氧剂、偶联剂、防玻璃纤维外露剂中的一种或几种。

另外，所述抗氧剂的加入量为聚碳酸酯与玻璃纤维总重量的1～2％；所述偶联剂的加入量为聚碳酸酯与玻璃纤维总重量的1～2％；所述防玻璃纤维外露剂的加入量为聚碳酸酯与玻璃纤维总重量的1～2％。

所述偶联剂优选为硅烷类偶联剂，更加优选偶联剂KH-550、KH-560、KH-570、KH792、DL602或DL171中的一种或几种。

其中，本发明中所述聚碳酸酯可以为市售通用的各种聚碳酸酯，除200℃下的熔融指数为7～10g/10min外，无特殊限定。优选德国拜耳公司生产PC2805、PC 2405、PC 2458、PC 2865、PC 3103、PC 3105、PC 3208、PC 6485、日本三菱化学公司生产PC-EFT3200、PC-S100等。

另外，本发明的中的玻璃纤维用于增强聚碳酸酯的各项机械性能，其可以选用可用于增强聚碳酸酯的市售的任何产品及型号，其中优选无碱短切玻璃纤维，尤其优选无碱短切玻璃纤维，更加优选纤维直径9～13mm，长径比：1～6∶1。

另外，为了增强聚碳酸酯复合材料的机械性能，在本发明中还可以加入助剂，所述助剂无特殊限定，可以是用于改善聚碳酸酯复合材料性能的任何助剂。所述助剂可例举如抗氧剂、防玻璃纤维外露剂。其中所述抗氧剂优选抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂B215、抗氧剂2246或抗氧剂264中的一种或几种。所述防玻纤外露剂优选乙撑二硬脂酰胺、亚乙基二硬质酰胺或二硬脂酰乙二胺中的一种或几种。

本发明的制备方法，以有机溶剂为液相反应介质，可以使物料混合更均匀，提高制得产品的机械性能。并且，本发明的制备方法，通过低温反应，可以有效避免产品高温变色导致黄度较差的缺陷，同时避免了高温环境下的局部受热导致机械性能下降的缺陷。另外，本发明的制备方法，反应条件温和，既节能又环保。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。