一种聚碳酸酯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程塑料技术领域，特别涉及一种聚碳酸酯组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚碳酸酯PC是五大工程塑料之一，具有较高耐冲击性及耐热性等特性，广泛应用 于人们生产和生活的各个方面。但是由于聚碳酸酯存在一些缺陷，如加工性能差、容易应力 开裂、耐缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等，在一些场合并不能满足实际使用的需要，因而人 们开始使用玻纤对聚碳酸酯进行增强。
[0003] 玻璃增强PC材料由于其良好的强度、韧性和热性能而广泛地应用于汽车、电子电 器、家电材料等领域。目前，纤维状填料在体系中主要为增强作用，纤维状填料的加入会大 大降低材料的韧性，不能达到刚韧平衡，常规手段是增加增韧剂，但是众所周知，增加增韧 剂又会影响尺寸稳定性和加工流动性。
[0004] 然而常规的玻纤增强PC材料中，玻纤能够赋予材料较强刚性，得到超高强度和模 量的产品，其力学性能和耐热性能远远超过玻纤增强PP，PA材料由于吸水率较高，尺寸稳定 性较差也难以满足高要求的风扇使用要求，因此提高玻纤增强PC就力学性能来说完全可以 胜任使用环境要求较高的场合，具有很高的翘曲形变稳定性。
[0005] 到目前为止，关于采用特定玻纤长度分布以及含量的聚碳酸酯组合物的对材料的 热氧性能，尺寸稳定性以及强度和模量的影响还未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种聚碳酸酯组合物，该聚碳酸 酯组合物中纤维状填料以特定的长度和含量分布，可以达到刚韧平衡，满足尺寸的稳定性； 同时，在本发明的配方中加入了复配的热稳定剂，使得的聚碳酸酯组合物的使用温度上升。
[0007] 本发明的另一个目的还在于提供了一种聚碳酸酯组合物的制备方法。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
[0009] 本发明的一种聚碳酸酯组合物，包括以下组分及其重量份：
[0011] 所述各组分的重量份之和为100份；
[0012] 所述热稳定剂为受阻酚类热稳定剂和有机亚磷酸酯的混合物。
[0013] 上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳 酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯、支化聚碳酸酯、硅氧烷共聚碳酸酯中的至少一种，优选为芳 香族聚碳酸酯。
[0014]上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述芳香族聚碳酸酯的粘均分子量为13000-40000，优选为粘均分子量16000-28000的芳香族聚碳酸酯。
[0015]上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述纤维状填料为金属纤维、碳纤维、塑料纤 维和玻璃纤维中的至少一种。
[0016] 上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述玻璃纤维的直径为1_-25μπι，优选为2μπι-20μπ?，更优选为4μ_15μπ?。该玻璃纤维选自粗纺纤维、长玻璃纤维和短玻璃纤维中的至少一 种;优选为Μ-玻璃、Ε-玻璃、Α-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、C-玻璃中的至少一种；更优选为Ε-玻 璃、Α-玻璃和C-玻璃中的至少一种;该玻璃纤维可以是经过浆料和粘合促进剂进行表面处 理的，也可以是对表面部分覆盖处理，还可以是表面不进行任何处理
[0017] 上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述有机亚磷酸酯为亚磷酸三苯酯，亚磷酸 三-(2,6_二甲基苯基）酯，亚磷酸三-壬基苯基酯，二甲基苯膦酸酯和磷酸三甲酯中的至少 一种。
[0018] 所述受阻类热稳定剂为烷基化的一元酚，烷基化的多元酚，多元酚和二烯的烷基 化反应产物，对甲酚的丁基化反应产物，二环戊二烯的丁基化反应产物，烷基化的氢醌类热 稳定剂，羟基化的硫代二苯基醚类热稳定剂，亚烷基-双酚，苄基化合物和多元醇酯类热稳 定剂中的至少一种。
[0019] 上述的一种聚碳酸酯组合物，其中，所述助剂为阻燃剂、热稳定剂、抗氧剂、阻燃 增效剂、抗滴落剂、润滑剂、脱模剂、光稳定剂、增塑剂、填料和着色剂中的至少一种。
[0020] 所述阻燃剂选自卤系阻燃剂或无卤阻燃剂，优选无卤阻燃剂。
[0021] 所述卤系阻燃剂选自溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化双酚Α型环氧树脂、溴化苯 乙烯-马来酸酐共聚物、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、十溴二苯醚、十溴代联苯、溴化聚 碳酸酯、全溴三环十五烷和溴化芳香族交联聚合物中的至少一种，优选为溴化聚苯乙烯； [0022]所述无卤阻燃剂选自含氮阻燃剂、含磷阻燃剂或含氮和磷的阻燃剂中的一种或几 种;优选地，所述含磷阻燃剂选自磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯基酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷 酸三二甲苯基酯、磷酸三（2,4,6_三甲基苯基）酯、磷酸三（2，4_二叔丁基苯基）酯、磷酸三 (2,6_二叔丁基苯基)酯、间苯二酚双(磷酸二苯基酯）、对苯二酚双(磷酸二苯基酯）、双酚A-双(磷酸二苯基酯）、间苯二酚双(2，6_二叔丁基苯基磷酸酯)和对苯二酚双(2,6_二甲基苯 基磷酸酯）中的至少一种。
[0023]所述抗滴落剂为氟化聚烯烃，氟化聚烯烃是公知的，商业上惯用的产品例如DuPont公司的Tefl:on?_3.0N。
[0024]所述润滑剂为硬脂酸金属盐类润滑剂、硬脂酸烷基酯类润滑剂、硬脂酸季戊四醇 酯类润滑剂、石蜡或褐煤蜡。
[0025]所述填料为钛白粉、滑石粉、云母或硫酸钡。
[0026]所述阻燃增效剂为含硅的化合物或含氟的化合物，优选为硅氧烷，二甲基硅氧烷， 苯基硅氧烷，甲氧基硅氧烷，聚四氟乙烯，丙烯腈-丁二烯共聚物SAN包覆的聚四氟乙烯，聚 碳酸酯PC包覆的聚四氟乙烯，乳液聚四氟乙烯，全氟磺酸盐。
[0027]所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂和二苯甲酮类光稳定剂中的至少一种。
[0028] 所述增塑剂为邻苯二甲酸酯。
[0029] 所述脱模剂为硬脂酸金属盐类脱模剂，硬脂酸烷基酯类脱模剂，硬脂酸季戊四醇 酯类脱模剂，石蜡或褐煤蜡。
[0030] 所述着色剂为颜料或染料。
[0031]本发明还提供了一种聚碳酸酯组合物的制备方法，所述制备方法中所使用的双 螺杆挤出机设置有第一喂料口、第二喂料口、第三喂料口、第一螺筒、第二螺筒和第三螺筒， 所述制备方法包括以下制备步骤：
[0032]步骤1:按照以下组分及其重量份准备原材料:聚碳酸酯50-90份，纤维状填料5-50份，热稳定剂0.01-3份，助剂0-10份，各组分的重量份之和为100份；
[0033]步骤2:将聚碳酸酯、纤维状填料和助剂烘干，烘干温度为120-130°C，烘干时间4-6h;
[0034] 步骤3:将烘干后的聚碳酸酯和助剂加入至高混机中，再加入热稳定剂混合，混合 温度为30_50°C，混合时间为5-15min，获得混合物；
[0035] 步骤4:将步骤3中的混合物喂入第一喂料口；
[0036]以纤维状填料的总重量为基础，将占纤维状填料的总重量55-75%的纤维状填料 加入至第一喂料口，并在第一螺筒中停留10-30s;
[0037]以纤维状填料的总重量为基础，将占纤维状填料的总重量25-45%的纤维状填料 加入至第二喂料口，并在第二螺筒中停留8-15s;
[0038]以纤维状填料的总重量为基础，将占纤维状填料的总重量0-10%的纤维状填料加 入至第二喂料口，并在第三螺筒中停留3_5s;
[0039] 所述双螺杆挤出机的温度控制在200_280°C。
[0040]步骤5:将所述双螺杆挤出机中已经熔融的物料通过所述双螺杆挤出机的模头熔 融挤出，挤出的熔融长条通过20°C_25°C的水槽冷却口，引入到切粒机中进行均化切粒，得 到的粒子通过筛空输送除湿后得到最终的聚碳酸酯组合物。
[0041]上述的聚碳酸酯组合物的制备方法，其中，所述双螺杆挤出机的输料段末端、熔融 段前端和计量段三处至少有一处与抽真空装置连接。
[0042]上述的聚碳酸酯组合物的制备方法，其中，所述双螺杆挤出机的长径比为60:1，其 模头具有4-30个模头孔，挤出的熔融长条直径为0.5-10mm。
[0043]本发明的有益效果如下：
[0044] 1.本发明选用在聚碳酸酯组合物配方中调节纤维状填料的长度及含量分布，实现 纤维状填料在聚碳酸酯组合物中的双峰分布，得到的聚碳酸酯组合物刚性增强的同时具有 优异的韧性，达到刚韧平衡，增加了材料的适用性和实用性。
[0045] 2.本发明中加入了特定的复配的热稳定剂，加强了聚碳酸酯组合物的热稳定性， 使其使用环境温度上升。
【附图说明】 图1是发明的制备方法中所用到的双螺杆挤出机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合对比例和实施例，对本发明作进一步说明。
[0047]对比例和实施例中的所用到的原材料的型号和生产厂家见下表：
[0049] 该发明使用到的双螺杆挤出机请参考图1，该双螺杆挤出机设置有第一喂料口 1、 第二喂料口 2、第三喂料口 3、第一螺筒4、第二螺筒5和第三螺筒6。
[0050] 实施例1-9和对比例1-7按照以下步骤，以制备聚碳酸酯组合物：
[0051 ]步骤1:按照以下组分:聚碳酸酯，纤维状填料，热稳定剂和助剂；
[0052]步骤2:将聚碳酸酯、纤维状填料和助剂烘干，烘干温度为120-130°C，烘干时间4-6h;