接枝聚四氟乙烯增容润滑剂、制备方法及含其的增强聚碳酸酯镜头材料、制备方法及应用与流程

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种接枝聚四氟乙烯增容润滑剂、制备方法及含其的增强聚碳酸酯镜头材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、玻纤增强聚碳酸酯材料具有高刚性和高耐候等特点，在电子电气、安防、oa办公等领域有广泛应用。上述材料在注塑成型过程中由于玻纤取向导致垂直/流动方向收缩率和热膨胀系数产生较大差异，进而不能满足对尺寸精密度和稳定要求非常高的镜头行业的性能要求。

2、镜头行业对材料要求高刚性、低各向异性、高尺寸稳定性、良好外观并便于组装。专利cn101625447a通过组合扁平玻纤、云母、玻璃片和磨碎玻纤等增强填料，制备了一种低各向异性、流动性优异的玻纤增强聚碳酸酯镜头材料，但是该专利制备的聚碳酸酯材料注塑成镜筒进行组装时，镜筒和底座的润滑性不够，造成组装困难。专利cn101899205b虽然在前篇专利基础上增加了烯烃蜡、氟系树脂等润滑剂改善制件间的润滑，但是这些助剂跟聚碳酸酯材料相容性较差，在注塑过程中容易析出或分层，并进一步影响制件在实际环境中使用。

3、基于镜头行业对材料的精密要求，需要开发一种高刚性、低各向异性、高尺寸稳定性、良好外观并便于组装的聚碳酸酯材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯增容润滑剂及其制备方法，通过聚四氟乙烯表面接枝马来酸酐和丙烯酸酯，增强填料和聚碳酸酯的界面结合力，改善外观的同时提高制件接触面润滑性能。

2、本发明的另一目的是提供一种增强聚碳酸酯镜头材料及其制备方法，在聚碳酸酯挤出造粒过程中加入马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯增容润滑剂，从而制备一种高刚性、低各向异性且润滑性能良好的增强聚碳酸酯材料。

3、本发明的再一目的在于提供这种增强聚碳酸酯镜头材料的应用。

4、为实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：

5、一种接枝聚四氟乙烯增容润滑剂，由马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯而成，其满足式(i)的通式结构：

6、

7、其中，a为2-30；b为3-20；r为-(ch2)zch3，z为0-20。

8、另一方面，前述的接枝聚四氟乙烯增容润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

9、(1)使用钠-萘处理液处理超细聚四氟乙烯粉末，得到活化的聚四氟乙烯粉末；优选地，所述钠-萘处理液的浓度为0.2mol/l-1.0mol/l，优选0.4mol/l-0.8mol/l；

10、(2)将活化的聚四氟乙烯粉末与马来酸酐和丙烯酸酯的混合溶液混合，反应得到式(i)的接枝聚四氟乙烯增容润滑剂。

11、在一个具体的实施方案中，步骤(1)中所述聚四氟乙烯粉末的分子量为50-500万，优选为200-400万；粒径为1-15微米，优选为3-8微米。

12、在一个具体的实施方案中，步骤(2)中所述马来酸酐的用量为活化的聚四氟乙烯粉末重量的0.1％-3％，所述丙烯酸酯的用量为活化的聚四氟乙烯粉末重量的1％～30％；优选地，所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的任一种或多种。

13、在一个具体的实施方案中，步骤(2)中所述丙烯酸酯和马来酸酐的混合溶液是丙烯酸酯和马来酸酐加入过量的过氧化苯甲酰的二甲苯溶液；优选地，丙烯酸酯的质量浓度为5wt％-40wt％，马来酸酐的质量浓度为0.2wt％-3wt％。

14、在一个具体的实施方案中，步骤(2)的反应温度为50-80℃，反应时间为2-15小时，气氛环境为氩气；优选地，将反应产物用丙酮洗涤3-5次，50-90℃干燥2-5小时得到接枝聚四氟乙烯增容润滑剂产品。

15、再一方面，一种增强聚碳酸酯镜头材料，包括以下重量百分比的组分：

16、

17、

18、在一个具体的实施方案中，所述聚碳酸酯为光气法和/或熔融酯交换法聚碳酸酯；优选地，所述光气法聚碳酸酯的熔融指数为0.3-50g/10min(300℃/1.2kg)，优选为5-40g/10min(300℃/1.2kg)；所述熔融酯交换法聚碳酸酯的熔融指数为2-60g/10min(300℃/1.2kg)。

19、在一个具体的实施方案中，所述增强填料选自玻璃填料或云母中的至少任一种，优选地，所述玻璃填料为无碱类玻璃，选自玻纤、磨碎玻纤、玻璃鳞片中的一种或两种以上。

20、在一个具体的实施方案中，所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的组合物，重量比1:0.5～1:3，优选为1:2-1:4；

21、优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或硅酮粉中的一种或两种；

22、优选地，所述色母粒选自炭黑、红色粉、蓝色粉或绿色粉中的一种或多种；

23、优选地，所述其它助剂选自增韧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、耐刮擦剂、抗菌剂、抗静电剂中的一种或多种。

24、又一方面，前述的增强聚碳酸酯镜头材料的制备方法，包括以下步骤：按照比例，将聚碳酸酯、式(i)的增容润滑剂、抗氧剂、润滑剂、色母粒及其它助剂添加到混料机中混合3-30分钟，得到混合原料，加入到主喂料仓，同时将增强填料加入到侧喂料仓。设定主喂料和侧物料比例，经双螺杆熔融挤出，造粒，干燥；优选地，所述双螺杆挤出过程中熔融段温度为250-275℃，混合段温度为265-295℃。

25、另一方面，前述的增强聚碳酸酯镜头材料在精密注塑镜头领域的应用。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

27、(1)本发明制备的马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯增容润滑剂，既可以增加增强填料与聚碳酸酯的结合力，提升复合材料的力学性能，又可以改善表观，起到防止浮纤外漏的作用。

28、(2)使用本发明增容润滑剂制备的增强聚碳酸酯材料具有高刚性、低各向异性、高尺寸稳定性、良好外观和便于组装等特点，适用于尺寸稳定性要求极高的高端精密制造镜头行业。

29、(3)本发明制备方法工艺简单高效、过程可靠，制备的增强聚碳酸酯材料性能优异，无需对现有设备改造即可实现工业化量产。

技术特征：

1.一种接枝聚四氟乙烯增容润滑剂，其特征在于，由马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯而成，其满足式(i)的通式结构：

2.权利要求1所述的接枝聚四氟乙烯增容润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚四氟乙烯粉末的分子量为50-500万，优选为200-400万；粒径为1-15微米，优选为3-8微米。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述马来酸酐的用量为活化的聚四氟乙烯粉末重量的0.1％-3％；

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述丙烯酸酯和马来酸酐的混合溶液是丙烯酸酯和马来酸酐加入过量的过氧化苯甲酰的二甲苯溶液；优选地，丙烯酸酯的质量浓度为5wt％-40wt％，马来酸酐的质量浓度为0.2wt％-3wt％。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的反应温度为50-80℃，反应时间为2-15小时，气氛环境为氩气；优选地，将反应产物用丙酮洗涤3-5次，50-90℃干燥2-5小时得到接枝聚四氟乙烯增容润滑剂产品。

7.一种增强聚碳酸酯镜头材料，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

8.根据权利要求7所述的增强聚碳酸酯镜头材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为光气法和/或熔融酯交换法聚碳酸酯；优选地，所述光气法聚碳酸酯的熔融指数为0.3-50g/10min(300℃/1.2kg)，优选为5-40g/10min(300℃/1.2kg)；所述熔融酯交换法聚碳酸酯的熔融指数为2-60g/10min(300℃/1.2kg)。

9.根据权利要求7所述的增强聚碳酸酯镜头材料，其特征在于，所述增强填料选自玻璃填料或云母中的至少任一种，优选地，所述玻璃填料为无碱类玻璃，选自玻纤、磨碎玻纤、玻璃鳞片中的一种或两种以上。

10.根据权利要求7所述的增强聚碳酸酯镜头材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168的组合物，重量比1:0.5～1:3，优选为1:2-1:4；

11.权利要求7～10任一项所述的增强聚碳酸酯镜头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照比例，将聚碳酸酯、式(i)的增容润滑剂、抗氧剂、润滑剂、色母粒及其它助剂添加到混料机中混合3-30分钟，得到混合原料，加入到主喂料仓，同时将增强填料加入到侧喂料仓。设定主喂料和侧物料比例，经双螺杆熔融挤出，造粒，干燥；优选地，所述双螺杆挤出过程中熔融段温度为250-275℃，混合段温度为265-295℃。

12.权利要求7～10任一项所述的增强聚碳酸酯镜头材料在精密注塑镜头领域的应用。

技术总结
本发明公开一种马来酸酐和丙烯酸酯接枝聚四氟乙烯增容润滑剂、制备方法及含其的增强聚碳酸酯镜头材料、制备方法及应用。所述增容润滑剂的结构通式如式(I)所示，含其的增强聚碳酸酯镜头材料包括聚碳酸酯、增强填料、式(I)的增容润滑剂、抗氧剂、润滑剂和色母。通过本发明的增容润滑剂，增强填料和聚碳酸酯的界面结合力，改善外观的同时提高制件接触面润滑性能，从而制备出高刚性、低各向异性且润滑性能良好的增强聚碳酸酯镜头材料。

技术研发人员：颜晓捷,张振威,李万庆,石耀东
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9