[发明专利]抗划伤PC改性材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种抗划伤PC改性材料及其制备方法和应用，属于PC材料技术领域，抗划伤PC改性材料包括以下质量分数的原料：PC树脂92‑97％、UHMWPE 2‑5％、氧化石墨烯0.5‑2％、成核剂0.2‑0.5％、抗氧化剂0.05‑0.5％。本发明的PC改性材料中加入的成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，加入的UHMWPE一方面能够提高表面润滑性能，另一方面能够保护氧化石墨烯维持片层结构，从而通过氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。

技术领域

本发明属于PC材料技术领域，具体涉及一种抗划伤PC改性材料，另外，本发明还涉及上述抗划伤PC改性材料的制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(英文简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型，PC材料具有较高的强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，但是PC材料的表面铅笔硬度为2B左右，抗划伤性能很差，不利于高光泽的外光面，通常需要在表面进行二次处理。

现有的解决方法是将PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)与PC共混形成PMMA/PC合金，但是PMMA/PC合金存在相容性差的问题，导致PMMA/PC合金的表面硬度等仍不能满足需求。

发明内容

基于上述背景问题，本发明旨在提供一种抗划伤PC改性材料，能够提高PC材料的表面硬度，使其获得优异的抗划伤性能；本发明的另一目的是提供上述抗划伤PC改性材料的制备方法和应用。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供的技术方案是：

抗划伤PC改性材料，包括以下质量分数的原料：

PC树脂92-97％、UHMWPE 2-5％、氧化石墨烯0.5-2％、成核剂0.2-0.5％、抗氧化剂0.05-0.5％。

进一步地，所述氧化石墨烯为硅烷改性氧化石墨烯。

更进一步地，所述硅烷改性氧化石墨烯中硅烷偶联剂的添加量为氧化石墨烯的2-5％。

进一步地，所述成核剂为1,3,5-三叔丁酰胺基苯或均苯三甲酸三叔丁酰胺。

进一步地，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种。

更进一步地，所述抗氧化剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168。

进一步地，所述氧化石墨烯的厚度为0.5-4nm，片径为2-10μm，含氧量30％，比表面积500m²·g^-1。

本发明中加入的UHMWPE为超高分子量聚乙烯，是一种分子具有线型结构的综合性能优异能的热塑性工程塑料，能够提高材料的表面润滑性能，成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。

氧化石墨烯具有特殊的结构，即在平面内每个晶格中3个σ健形成稳定的六边形结构，而在塑料的熔融挤出加工过程中，强剪切力会破坏氧化石墨烯的结构，导致其失去特有的性能，而本发明中加入的UHMWPE，保证了材料中氧化石墨烯的片层结构。

本发明控制UHMWPE的添加量为2-5％，UHMWPE的添加量超过5％会导致材料的模量降低，UHMWPE的添加量低于2％会使得材料的耐磨性提高不明显。

本发明控制氧化石墨烯的添加量为0.5-2％，石墨烯的添加量高于2％，会使得材料的冲击性能降低；本发明控制成核剂的添加量为0.2-0.5％，成核剂的添加量低于0.2％，会使得材料的密度降低，从而降低耐磨性能。