[发明专利]一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚碳酸酯复合材料,包括如下重量份的原料：聚碳酸酯55～90份；玄武岩纤维5～40份；封端异氰酸酯2～10份；增韧剂1～5份；分散剂0.1～2份；润滑剂0.1～5份；抗氧剂0.1～5份。本发明通过封端异氰酸酯很好地与聚碳酸酯互容，以达到在不提高成本的同时，提升聚碳酸酯机械性能以及各项力学性能的目的。通过改性封端异氰酸酯的作用将玄武岩纤维很好地与聚碳酸酯互容，提升了聚碳酸酯的机械性能，其抗拉强度提升了近三倍、断裂伸长率提升了约3倍、缺口冲击强度提升了约2.5倍、弯曲强度提升了约2.5倍、盐雾吸水率下降了近10倍、耐高温温度提升了约15℃。显著地改善了聚碳酸酯材料的性能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯是我们日常中常见的一种材料，简称PC，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其根据结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，限制了其在工程塑料方面的应用，仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。双酚A(BPA)型PC聚碳酸酯材料是一种具有代表性的工程塑料，不仅具有高透明性和良好的耐热性，还具有优异的力学性能，抗拉强度高，冲击性能好，具有良好的尺寸稳定性。尽管其具有许多优点，但缺点也显而易见，例如：在长期紫外线照射下，易迅速老化；熔融体黏度大、流动性差，使得成型加工难度较大，容易产生应力开裂等。虽然聚碳酸酯在工程塑料中的应用量逐年增加，但由于其自身的缺点，所以在一定程度上限制了聚碳酸酯的应用。随着研发投入的增加和技术的不断进步，随着人们对其性能的要求，聚碳酸酯的改性增强也越来越成为热点，需要人们不断探索。玄武岩纤维作为一种纤维增强材料具有成本低，耐火性好，力学性能优秀等特点，而异氰酸酯作为一种常用的固化剂(相容剂)，其活泼性很强，容易发生反应，近些年来封端异氰酸酯被广泛开发应用，将异氰酸酯两端封端，从而阻断了羟基之间的反应，在加热条件下可以解封，从而使异氰酸酯基团释放参与反应，本发明利用封端异氰酸酯在特定工艺下解封来使得聚碳酸酯和玄武岩纤维发生很好的结合，从而制备了一种性能优秀的复合材料。

目前聚碳酸酯的复合增强材料方面的改性技术已有一些，科思创德国股份有限公司申请了专利《聚碳酸酯组合物》申请专利号201880081846.9。但是这专利都是从某一个或某两个比较单一的角度去切入的，聚碳酸酯在改性过程中会遇到多种问题，因此需要一种能够从多个角度去解决聚碳酸酯材料改性所遇到的办法，从而提出一种新的解决方案是非常必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚碳酸酯复合材料，本发明提供的复合材料耐高温性能好，吸水率高，同时机械性能好。

本发明提供了一种聚碳酸酯复合材料,包括如下重量份的原料：

优选的，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯；所述聚碳酸酯分子量范围为25000～30000。

优选的，所述封端异氰酸酯包括已内酰胺封端二异氰酸酯和封端含硅烷多异氰酸酯的一种或几种。

优选的，所述已内酰胺封端二异氰酸酯中二异氰酸酯单体选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的一种或几种。

优选的，所述封端含硅烷多异氰酸酯的制备方法具体为：

a)异佛尔酮二异氰酸酯和甲酸缩合，得到缩二脲多异氰酸酯；

b)所述缩二脲多异氰酸酯和双端羟基聚醚改性硅油反应，加入ε-己内酰胺，得到封端含硅氧烷的多异氰酸酯。

优选的，所述增韧剂为MBS增韧剂、三菱s2001、ARKEMA 8900、ABS增韧剂的一种或几种。

所述分散剂为德国euroceras的691、693或694中一种或几种。