一種改性聚碳酸酯工程塑料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程塑料技術(shù)領域，尤其涉及一種改性聚碳酸酯工程塑料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，剛性大，蠕變小，機械強度高，耐熱性好，電絕緣性 好，可在較苛刻的化學、物理環(huán)境中長期使用，可替代金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用。工程塑 料已成為當今世界塑料工業(yè)中增長速度最快的領域，其發(fā)展不僅對國家支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高 新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起著支撐作用，同時也推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。目前，工程塑料被 廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已 成為國際流行趨勢。
[0003] 聚碳酸酯(PC)作為五大工程塑料之一，是一種分子結(jié)構(gòu)特殊、綜合性能優(yōu)良的熱 塑性工程樹脂，目前，聚碳酸酯作為工程塑其應用發(fā)展迅速。聚碳酸酯的分子鏈上含有苯環(huán) 和碳酸酯結(jié)構(gòu)，因此，其分子鏈的剛性非常大，由于聚碳酸酯的這種特殊的分子結(jié)構(gòu)，決定 了聚碳酸酯的許多獨特的力學、熱學、光學等方面的性能。聚碳酸酯既具有類似有色金屬的 強度，它的沖擊強度高，并且具有優(yōu)良的耐熱性、耐寒性。但是，由于PC分子鏈的高剛性和大 的空間阻位使其具有較高的熔體黏度，因此加工困難，將聚碳酸酯作為替代金屬的材料，其 抗沖擊性、流動性、韌性、導電性能和阻燃性能有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性聚碳酸酯工程塑料， 其抗沖擊性能優(yōu)良、流動性高、韌性強，導電性能和阻燃性能得到提高。
[0005] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] -種改性聚碳酸酯工程塑料，按重量份計，包括以下原料:40~70份的聚碳酸酯、 20~25份的碳纖維、10~15份的無鹵阻燃劑、3~6份的抗沖擊改性劑以及1~2份的顏料;例 如聚碳酸酯40份、50份、60份、70份，碳纖維20份、21份、22份、23份、24份、25份，無鹵阻燃劑 1 〇份、11份、12份、13份、14份、15份，抗沖擊改性劑3份、4份、5份、6份，顏料1份、1.5份、2份。
[0007] 優(yōu)選地，改性聚碳酸酯工程塑料，按重量份計，包括以下原料:50~60份的聚碳酸 酯、22~24份的碳纖維、12~14份的無鹵阻燃劑、4~5份的抗沖擊改性劑以及1.2~1.8份的 顏料;例如聚碳酸酯50份、52份、54份、56份、58份、60份，碳纖維22份、23份、24份，無鹵阻燃 劑12份、12.5份、13.5份、14份，抗沖擊改性劑4份、4.1份、4.5份、4.7份、4.8份、5份，顏料1.3 份、1.4 份、1.5 份、1.6 份、1.8 份、2 份。
[0008] 優(yōu)選地，改性聚碳酸酯工程塑料，按重量份計，包括以下原料:55份的聚碳酸酯、23 份的碳纖維、13份的無鹵阻燃劑、4.5份的抗沖擊改性劑以及1.5份的顏料。
[0009] 熔融指數(shù)是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值，它是美國量測標準協(xié)會 (ASTM)根據(jù)美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測試方法是先讓塑料粒 在一定時間（10分鐘）內(nèi)、一定溫度及壓力(各種材料標準不同）下，融化成塑料流體，然后通 過一直徑為2.095mm圓管所流出的克(g)數(shù)，一般用MI值表示，其值越大，表示該塑膠材料的 加工流動性越佳，反之則越差。MI25g/10min，它表示在10分鐘內(nèi)該塑料被擠出25克。一般常 用塑料的MI值大約介于1~25之間。
[0010]其中，所述聚碳酸酯為熔融指數(shù)為1〇~25g/10mins的粉末聚碳酸酯。
[0011] 碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維 的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石 墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內(nèi)剛"，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼 鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳 材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維具有許 多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高 溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐 腐蝕性好，X射線透過性好，導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。
[0012] 其中，所述無鹵阻燃劑為聚合型的磷酸酯阻燃劑、低聚芳基磷酸酯、磷酸三苯酯、 磺酸鹽中的任意一種或至少兩種。
[0013] 以改進塑料沖擊性能為目的而添加的助劑稱為抗沖擊改性劑?？箾_擊改性劑的主 要作用是改善高分子材料的低溫脆化，賦予其更高的韌性。抗沖擊性改性劑不僅能提高高 分子材料的沖擊強度，還可改善高分子材料的加工性能。目前，常用的抗沖擊改性劑主要有 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、氯化 聚乙烯(CPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、合成橡膠 和熱塑性彈性體，添加了這些類型的抗沖擊改性劑可以將脆性塑料變?yōu)轫g性塑料，可以將 只能在常溫下應用的塑料變?yōu)榈蜏叵率褂玫乃芰希送?，還能有效地改善塑料的加工性能。
[0014] 其中，所述抗沖擊改性劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二 烯-苯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、合 成橡膠和熱塑性彈性體中的一種或至少兩種。
[0015] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種改性聚碳酸酯工程塑料的制備方法，包括以下步 驟:按重量份計，稱取40~70份的聚碳酸酯、20~25份的碳纖維，經(jīng)干燥后加入混合機中攪 拌均勻；依次加入3~6份的抗沖擊改性劑以及1~2份的顏料、預熱的10~15份的無鹵阻燃 劑繼續(xù)攪拌得到混合料;將混合料加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融擠出、冷卻造粒，制備得到 改性聚碳酸酯工程塑料。
[0016] 其中，所述干燥的溫度為80~110°C。
[0017] 其中，所述無鹵阻燃劑的預熱的溫度為80~90°C。
[0018] 其中，所述熔融的溫度為220~240°C。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種改性聚碳酸酯工程塑料，按 重量份計，包括以下原料:40~70份的聚碳酸酯、20~25份的碳纖維、10~15份的無鹵阻燃 劑、3~6份的抗沖擊改性劑以及1~2份的顏料;本發(fā)明的改性聚碳酸酯工程塑料的抗沖擊 性能優(yōu)良、流動性高、韌性強，導電性能和阻燃性能得到提高;抗沖擊改性劑使改性聚碳酸 酯工程塑料的韌性和抗沖擊性能增強，流動性高;碳纖維的加入使改性聚碳酸酯工程塑料 具有更好的導電性，無鹵阻燃劑的加入使改性聚碳酸酯工程塑料的阻燃性能得到提高。
[0020] 另外，本發(fā)明的改性聚碳酸酯工程塑料的制備操作步驟簡單，并且更利于加工，適 于改性聚碳酸酯工程塑料的批量生產(chǎn)，可廣泛應用于汽車、航空、電子等