聚碳酸酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：S1、将聚碳酸酯、酸木质素、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，得到预混料；其中，酸木质素与聚碳酸酯的质量比为(5～15):100；S2、将所述预混料经反应挤出，得到轻度交联的聚碳酸酯‑木质素互穿网络弹性体；S3、将所述聚碳酸酯‑木质素互穿网络弹性体与聚碳酸酯混合后，经熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料。该方法通过在过氧化二异丙苯存在的条件下将聚碳酸酯和酸木质素接枝马来酸酐，反应挤出得到轻度交联的聚碳酸酯‑酸木质素互穿网络弹性体结构，然后与聚碳酸酯共混熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料，不但制备工艺简单，且制备得到的聚碳酸酯复合材料具有良好的抗冲击性能。

Polycarbonate composite and its preparation

【技术实现步骤摘要】
聚碳酸酯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料
，特别是涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，也是应用广泛的工程塑料之一，具有稳定性好、耐热、无毒等优点，但是PC产品也存在内应力大，易断裂、易磨损，熔融粘度高、流动性差，成型困难和价格偏高等缺点，这限制了它在许多领域的应用。此外，由于PC分子链中存在对水及热都比较敏感的碳酸酯基，在高温有氧及潮湿环境下PC分子链会不同程度的发生降解，严重影响了其性能。因此，为了改善PC的性能，通常将PC与其他高分子材料共混制成聚合物合金，利用两种材料的性能优点，如PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)可提高弯曲模量、耐热性和电镀性能等，PC/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PC/PBT)、PC/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)可改善耐药品性、耐溶剂性，PC/聚甲基丙烯酸甲酯(PC/PMMA)加入有机玻璃可提高外观珠光色彩，等。也有研究在PC中填充增韧剂，以提高其韧性，然而目前能用于提高PC韧性的增韧剂不但制备条件苛刻，而且价格高昂。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法，不但制备工艺简单，而且制备得到的聚碳酯酯复合材料具备良好的抗冲击性能。一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将聚碳酸酯、酸木质素、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，得到预混料；其中，所述酸木质素与所述聚碳酸酯的质量比为(5～15):100；S2、将所述预混料经反应挤出，得到轻度交联的聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体；S3、将聚碳酸酯与所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体混合后，经熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料。上述方法以聚碳酸酯和酸木质素为主要材料，通过在过氧化二异丙苯存在的条件下将聚碳酸酯和酸木质素接枝马来酸酐，反应挤出得到轻度交联的聚碳酸酯-酸木质素互穿网络弹性体结构，然后与聚碳酸酯共混熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料，制备工艺简单，而且由于弹性体结构具有很大的分子自由空间，当受到外力作用时，能够通过发生大的形变消耗应力，大大地提高了聚碳酸酯复合材料的抗冲击性能，使制备得到的聚碳酸酯复合材料具有良好的抗冲击性能。在其中一个实施例中，在所述步骤S1中，所述马来酸酐的用量为所述聚碳酸酯与所述酸木质素总量的1wt％～5wt％，所述过氧化二异丙苯的用量为所述聚碳酸酯与所述酸木质素总量的0.8wt％～2wt％。在其中一个实施例中，在所述步骤S3中，所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(10～30):100。在其中一个实施例中，在所述步骤S3中，所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(15～25):100。在其中一个实施例中，在所述步骤S1中，所述酸木质素与所述聚碳酸酯的质量比为(8～12):100。在其中一个实施例中，在所述步骤S2的反应挤出过程中，所述反应挤出的温度按物料前进方向依次为：190℃～210℃、215℃～225℃、225℃～235℃、235℃～245℃、245℃～255℃和240℃～250℃。在其中一个实施例中，所述反应挤出的螺杆转速为90rpm～110rpm。在其中一个实施例中，在所述步骤S3的熔融挤出过程中，所述熔融挤出的温度按物料前进方向依次为：190℃～210℃、215℃～225℃、225℃～235℃、235℃～245℃、245℃～255℃和240℃～250℃。在其中一个实施例中，所述熔融挤出的螺杆转速为90rpm～110rpm。本专利技术另一目的在于提供一种采用上述方法制备得到的聚碳酸酯复合材料。本专利技术具有以下有益效果：(1)上述方法通过在过氧化二异丙苯存在的条件下将聚碳酸酯和酸木质素接枝马来酸酐，反应挤出得到轻度交联的聚碳酸酯-酸木质素互穿网络弹性体结构，然后与聚碳酸酯共混熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料，由于弹性体结构具有很大的分子自由空间，当受到外力作用时，能够通过发生大的形变消耗应力，大大地提高了聚碳酸酯复合材料的抗冲击性能，使制备得到的聚碳酸酯复合材料具有良好的抗冲击性能。(2)酸木质素是聚酚类的三维网状高分子化合物，其基本结构单元为苯丙烷结构，将含刚性苯环的酸木质素引入到复合材料基体中，不但能够提高复合材料的耐磨性，还能提高复合材料的抗紫外降解性和热稳定性。(3)虽然酸木质素的极性大，不利于在聚碳酸酯基体中的分散，但是，上述方法将酸木质素与聚碳酸酯在过氧化二异丙苯存在的条件下发生交联，形成互穿网络弹性体，其主体材料为聚碳酸酯，很好的解决了酸木质素与聚碳酸酯的相容性问题；而且，通过引入酸木质素，还提高了加工过程中的材料流动性，从而降低了挤出温度。(4)上述方法仅需要使用高混机、粉碎机和双螺杆挤出机，工艺简单；而且酸木质素是造纸工业的副产物，资源丰富，因此，生产成本低。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施方式的聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下步骤S1～S3。S1、将聚碳酸酯、酸木质素、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，得到预混料；其中，酸木质素与聚碳酸酯的质量比为(5～15):100。可以理解，酸木质素是用酸从植物组织中抽提出的木质素。进一步地，马来酸酐的用量为聚碳酸酯与酸木质素总量的1wt％～5wt％。进一步地，过氧化二异丙苯的用量为聚碳酸酯与酸木质素总量的0.8wt％～2wt％。S2、将步骤S2混合得到的预混料经反应挤出，得到轻度交联的聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体。在本实施方式中，上述反应挤出在双螺杆挤出机中进行。进一步地，在上述反应挤出过程中，反应挤出的温度按物料前进方向依次为：190℃～210℃、215℃～225℃、225℃～235℃、235℃～245℃、245℃～255℃、240℃～250℃。进一步地，反应挤出的温度按物料前进方向依次为：200℃、220℃、230℃、240℃、250℃、245℃。进一步地，反应挤出过程中，螺杆的转速为90rpm～110rpm。进一步地，反应挤出过程中，螺杆的转速为100rpm。S3、将步骤S2制备得到的聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与聚碳酸酯混合后，经熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料。进一步地，聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与聚碳酸酯的质量比为(10～30):100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将聚碳酸酯、酸木质素、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，得到预混料；其中，所述酸木质素与所述聚碳酸酯的质量比为(5～15):100；/nS2、将所述预混料经反应挤出，得到轻度交联的聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体；/nS3、将聚碳酸酯与所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体混合后，经熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚碳酸酯、酸木质素、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，得到预混料；其中，所述酸木质素与所述聚碳酸酯的质量比为(5～15):100；
S2、将所述预混料经反应挤出，得到轻度交联的聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体；
S3、将聚碳酸酯与所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体混合后，经熔融挤出，得到聚碳酸酯复合材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述马来酸酐的用量为所述聚碳酸酯与所述酸木质素总量的1wt％～5wt％，所述过氧化二异丙苯的用量为所述聚碳酸酯与所述酸木质素总量的0.8wt％～2wt％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(10～30):100。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述聚碳酸酯-木质素互穿网络弹性体与所述聚碳酸酯的质量比为(15～25):100。

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【专利技术属性】
技术研发人员：舒友，黄蓉，李佩瑛，赵怡馨，
申请(专利权)人：湖南绿燊环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43