[发明专利]一种聚碳酸酯/有机黏土复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯/有机黏土复合材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)是一种重要的工程塑料，具有高熔融温度，优秀的物理化学性能和机械性能，广泛应用于建材行业、汽车制造业、医疗器械等领域。目前有许多关于PC复合材料研究的专利和文献见诸于报道，其中多种合金已经成功的实现商业化。例如中国专利申请(公开号分别为CN1733448A、CN1850905A和CN1232837A)和美国专利申请(公开号分别为USP6166133和USP5384353)报道了聚碳酸酯和丙乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物(PC/ABS)，复合后的PC/ABS合金结合了两种材料的优异性能：ABS材料的易加工性和PC优秀的机械性能等。中国专利申请(CN1420910A)报道了基于抗冲击改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸酯共混物(PBT/PC)。使用传统填料对PC进行增强也多见诸于报道，包括玻璃纤维增强的聚碳酸酯树脂复合物(CN110634A、CN1122349A等)、滑石进行改性的聚碳酸酯复合物(CN101180365A)等。使用传统的填料对PC进行增强可以获得性能优秀的PC复合材料，但一般情况下，填料的含量必须较大，从而使得复合材料的密度大为增加，这显然对制备轻量化材料是不利的。而利用纳米粒子作为填料在所需填料很少的情况下，即可获得优秀的力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚碳酸酯/有机黏土复合材料及其制备方法。

本发明所提供的一种聚碳酸酯/有机黏土复合材料，由聚碳酸酯和纳米有机黏土组成；所述复合材料中，所述纳米有机黏土的质量百分含量为1％～5％。

上述的复合材料中，所述纳米有机黏土的质量百分含量具体可为2.9％或3.9％。

上述的复合材料中，所述聚碳酸酯可为双酚A型聚碳酸酯；所述纳米有机黏土的原始粒径为2μm～20μm。

上述的复合材料中，在温度为300℃和负荷为1.2kg的条件下，所述双酚A型聚碳酸酯的熔体指数为10～12g/10min；所述双酚A型聚碳酸酯的重均分子量可为5.4×10⁴～6.2×10⁴g/mol，具体可为5.4×10⁴g/mol或6.2×10⁴g/mol。

上述的复合材料中，所述纳米有机黏土可为经铵盐插层处理的黏土(Southern Clay Products公司生产，商品名为30B)；所述铵盐为甲基牛脂基双(2-羟乙基)季铵盐(methyl，tallow，bis-2-hydroxyethyl，quaternary ammonium)，其中tallow为牛脂基，含有摩尔分数约为65％的C₁₈，30％的C₁₆和5％的C₁₄烷基链。

上述的复合材料中，所述纳米有机黏土中黏土无机组分的质量百分含量可为70％。

上述的复合材料中，所述纳米有机黏土可为经聚己内酯原位聚合插层处理的黏土；所述聚己内酯的重均分子量可为1500g/mol。

上述的复合材料中，所述纳米有机黏土中黏土无机组分的质量百分含量可为53％，进而所述复合材料中所述黏土无机组分的质量百分含量为2％。

本发明还进一步提供了上述复合材料的制备方法，包括如下步骤：将所述聚碳酸酯和有机黏土在混合机中混合均匀后得到混合物；在氮气保护下，将所述混合物置于双螺杆挤出机中进行共混造粒即得所述复合材料。

上述的制备方法中，所述双螺杆挤出机为三段控温，各段的温度均科为240℃～260℃，所述双螺杆挤出机的机头温度可为260℃。

本发明使用传统双螺杆挤出法，以经济简单的方式制备得到了聚碳酸酯/有机黏土复合材料，在纳米有机黏土中黏土无机组分质量百分含量低于5％的情况下可以获得力学性能显著改善的复合材料，相比于传统的复合材料，该复合材料的密度较低，且力学性能优秀。

附图说明

图1为实施例2制备的复合材料的TEM照片。

图2为实施例2制备的复合材料的TEM照片。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。