[发明专利]一种耐低温高韧性复合材料

说明书

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种耐低温高韧性复合材料及其制备方法，以重量份计，包括以下成分：聚碳酸酯82～94份、耐寒助剂2～6份、增韧剂8～12份、改性纳米粘土18～26份、抗氧化剂0.4～1.6份、环氧树脂5～12份、固化剂0.5～1.5份。制备方法包括以下步骤：按重量份，将各组分依次加入高速混合机中混合均匀得到混合物料；将混合物料投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒得到粒料，加工温度为230～260℃，双螺杆挤出机主螺杆转速为700～800r/min；将粒料在100℃下干燥12h，用注塑机将粒料注塑成型即得耐低温高韧性复合材料，注塑温度为230～260℃。本发明中耐低温高韧性复合材料低温韧性的保持率较高，具有优异的低温冲击性能，可适应低温极端环境中的使用。

技术领域

本发明涉及了高分子材料领域，具体的是一种耐低温高韧性复合材料。

背景技术

聚碳酸酯是一种高性能工程塑料，具有优良的力学性能，良好的耐热性、光学和电学性能，在建材行业、汽车制造业及航空航天等领域都有重要应用。尽管聚碳酸酯在室温下具有极高的冲击韧性，但其韧性对温度较敏感，在低温时机械性能下降比较明显，在0 ℃左右会经历脆韧转变，因此其低温韧性在某些应用中仍难以满足要求，使聚碳酸酯在低温环境下使用有很大的局限性。为了保证退火后的制品具有足够的韧性，并提高低温冲击韧性，就需要添加一些助剂，以对聚碳酸酯的性能进行提高，使其能在更多场合中使用。聚碳酸酯的改性方法主要有两种，即物理共混和接枝改性。为了改善聚碳酸酯的低温韧性和加工性能，较常用的方法是在聚碳酸酯中混入一定量的助剂，这种方法简单，但效果却一般。因此有必要，研究出制备方法简单但增韧效果好的方法来提高聚碳酸酯的低温韧性。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种耐低温高韧性复合材料，其低温韧性的保持率较高，具有优异的低温冲击性能，可适应低温极端环境中的使用。

本发明公开了一种耐低温高韧性复合材料，以重量份计，包括以下成分：

聚碳酸酯 82～94份、

耐寒助剂2～6份、

增韧剂 8～12份、

改性纳米粘土18～26份、

抗氧化剂0.4～1.6份、

环氧树脂5～12份、

固化剂0.5～1.5份。

优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯–丁二烯–苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶和甲基丙烯酸甲酯的混合物。

优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯–丁二烯–苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶和甲基丙烯酸甲酯按照质量比3:1.7:2.6混合而成。

优选地，所述耐寒助剂为二甘醇单丁醚己二酸酯、尼龙酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种。

优选地，所述改性纳米粘土的制备方法包括以下步骤：

将2.2～4.6份环氧树脂、0.4～0.8份对氨基苯甲酸和20～30份溶剂置于搅拌器中搅拌溶解，然后加入1.3～1.9份纳米粘土，搅拌至纳米粘土分散均匀得到混合液；

将混合液转移至具有冷凝回流装置的反应器中，设置温度为100～110℃，搅拌转速400～500 r/min，反应2～5h，取出，冷却、抽滤后将颗粒物于烘箱中干燥，得到改性纳米粘土。

进一步优选地，所述溶剂为丙二醇单甲醚丙酸酯和无水乙醇按照体积比3:2混合而成。

优选地，所述耐低温高韧性复合材料的制备方法包括以下步骤：