抗划伤PC改性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种抗划伤PC改性材料及其制备方法和应用，属于PC材料技术领域，抗划伤PC改性材料包括以下质量分数的原料：PC树脂92‑97％、UHMWPE 2‑5％、氧化石墨烯0.5‑2％、成核剂0.2‑0.5％、抗氧化剂0.05‑0.5％。本发明专利技术的PC改性材料中加入的成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，加入的UHMWPE一方面能够提高表面润滑性能，另一方面能够保护氧化石墨烯维持片层结构，从而通过氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。

【技术实现步骤摘要】
抗划伤PC改性材料及其制备方法和应用
本专利技术属于PC材料
，具体涉及一种抗划伤PC改性材料，另外，本专利技术还涉及上述抗划伤PC改性材料的制备方法和应用。
技术介绍
聚碳酸酯(英文简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型，PC材料具有较高的强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，但是PC材料的表面铅笔硬度为2B左右，抗划伤性能很差，不利于高光泽的外光面，通常需要在表面进行二次处理。现有的解决方法是将PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)与PC共混形成PMMA/PC合金，但是PMMA/PC合金存在相容性差的问题，导致PMMA/PC合金的表面硬度等仍不能满足需求。
技术实现思路
基于上述背景问题，本专利技术旨在提供一种抗划伤PC改性材料，能够提高PC材料的表面硬度，使其获得优异的抗划伤性能；本专利技术的另一目的是提供上述抗划伤PC改性材料的制备方法和应用。为了实现上述目的，一方面，本专利技术实施例提供的技术方案是：抗划伤PC改性材料，包括以下质量分数的原料：PC树脂92-97％、UHMWPE2-5％、氧化石墨烯0.5-2％、成核剂0.2-0.5％、抗氧化剂0.05-0.5％。进一步地，所述氧化石墨烯为硅烷改性氧化石墨烯。更进一步地，所述硅烷改性氧化石墨烯中硅烷偶联剂的添加量为氧化石墨烯的2-5％。进一步地，所述成核剂为1,3,5-三叔丁酰胺基苯或均苯三甲酸三叔丁酰胺。进一步地，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种。更进一步地，所述抗氧化剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168。进一步地，所述氧化石墨烯的厚度为0.5-4nm，片径为2-10μm，含氧量>30％，比表面积>500m2·g-1。本专利技术中加入的UHMWPE为超高分子量聚乙烯，是一种分子具有线型结构的综合性能优异能的热塑性工程塑料，能够提高材料的表面润滑性能，成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。氧化石墨烯具有特殊的结构，即在平面内每个晶格中3个σ健形成稳定的六边形结构，而在塑料的熔融挤出加工过程中，强剪切力会破坏氧化石墨烯的结构，导致其失去特有的性能，而本专利技术中加入的UHMWPE，保证了材料中氧化石墨烯的片层结构。本专利技术控制UHMWPE的添加量为2-5％，UHMWPE的添加量超过5％会导致材料的模量降低，UHMWPE的添加量低于2％会使得材料的耐磨性提高不明显。本专利技术控制氧化石墨烯的添加量为0.5-2％，石墨烯的添加量高于2％，会使得材料的冲击性能降低；本专利技术控制成核剂的添加量为0.2-0.5％，成核剂的添加量低于0.2％，会使得材料的密度降低，从而降低耐磨性能。本专利技术通过上述组分和含量的配合，使得形成的PC改性材料的表面硬度可以达到2H，在抗划伤方面具有良好的表现。此外，本专利技术的氧化石墨烯可以选用硅烷改性氧化石墨烯，通过硅烷改性可以改善石墨烯与PC基材的相容性，使石墨烯更容易在PC基材中分散均匀，进而提高材料的冲击性能。本专利技术控制硅烷改性氧化石墨烯中硅烷偶联剂的添加量为氧化石墨烯的2-5％，硅烷偶联剂的添加量小于2％，会导致石墨烯分散不均匀，硅烷偶联剂的添加量大于5％，则会降低材料的模量和冲击性能。另一方面，本专利技术实施例提供一种抗划伤PC改性材料的制备方法，包括以下步骤：将干燥的PC树脂和成核剂加热至200-220℃熔融混合，然后加入UHMWPE、氧化石墨烯/硅烷改性氧化石墨烯、以及抗氧剂进行挤出、造粒，控制挤出温度为230-250℃。进一步地，所述硅烷改性氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：将氧化石墨烯分散到水中形成质量分数为0.2-0.5％的分散液，加入氧化石墨烯含量2-5％的硅烷偶联剂，然后升温至70-90℃，反应4-6h后离心干燥，收集粉末即得到硅烷改性氧化石墨烯。第三方面，本专利技术实施例提供上述抗划伤PC改性材料在箱包产品中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：1、本专利技术的PC改性材料中加入的成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，加入的UHMWPE一方面能够提高表面润滑性能，另一方面能够保护氧化石墨烯维持片层结构，从而通过氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。2、本专利技术的氧化石墨烯选用硅烷改性氧化石墨烯，通过硅烷改性可以改善石墨烯与PC基材的相容性，使石墨烯更容易在PC基材中分散均匀，进而提高材料的冲击性能。3、本专利技术的抗划伤PC材料的表面硬度可以达到2H，在抗划伤方面具有良好的表现。具体实施方式为了解决现有PC材料表面硬度低，易划伤的缺陷，本专利技术实施例提供一种抗划伤PC改性材料，包括以下重量份的原料：包括以下质量分数的原料：PC树脂92-97％、UHMWPE2-5％、氧化石墨烯0.5-2％、成核剂0.2-0.5％、抗氧化剂0.05-0.5％。本专利技术的PC改性材料中加入的成核剂可改变PC树脂的结晶行为，以提高表面硬度，加入的UHMWPE一方面能够提高表面润滑性能，另一方面能够保护氧化石墨烯维持片层结构，从而通过氧化石墨烯进一步提高材料的表面硬度，进而改善材料的抗划伤性能。需要说明的是，本专利技术实施例中用到的氧化石墨烯为市售产品，其具体参数为：厚度为0.5-4nm，片径为2-10μm，层数1-10层、含氧量>30％，比表面积>500m2·g-1。接下来将通过具体实施例对本专利技术进行阐述。实施例1抗划伤PC改性材料，由以下质量分数的原料组成：PC树脂97％、UHMWPE2.15％、氧化石墨烯0.5％、1,3,5-三叔丁酰胺基苯0.2％、抗氧化剂10100.05％。本实施例的抗划伤PC材料的制备方法包括以下步骤：(1)将称取的PC树脂置于鼓风干燥箱中，在100℃下鼓风干燥12h，得到干燥的PC树脂。(2)将干燥后的PC树脂和1,3,5-三叔丁酰胺基苯加入双螺杆挤出机中，加热至200℃进行熔融混合，然后加入UHMWPE、抗氧化剂1010、氧化石墨烯挤出，挤出温度为230℃，螺杆转速为250r/min，挤出样条在空气中冷却后切粒即得到抗划伤的PC改性材料。实施例2抗划伤PC改性材料，由以下质量分数的原料组成：PC树脂97％、UHMWPE2％、氧化石墨烯0.5％、1,3,5-三叔丁酰胺基苯0.4％、抗氧化剂10100.075％、抗氧剂1680.025％。本实施例的抗划伤PC材料的制备方法与实施例1的制备方法相同。实施例3抗划伤PC改性材料，由以下质量分数的原料组成：PC树脂97％、UHMWPE2％、硅烷改性氧化石墨烯0.5％、1,3,5-三叔丁酰胺基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.抗划伤PC改性材料，其特征在于，包括以下质量分数的原料：/nPC树脂92-97％、UHMWPE 2-5％、氧化石墨烯0.5-2％、成核剂0.2-0.5％、抗氧化剂0.05-0.5％。/n

【技术特征摘要】
1.抗划伤PC改性材料，其特征在于，包括以下质量分数的原料：
PC树脂92-97％、UHMWPE2-5％、氧化石墨烯0.5-2％、成核剂0.2-0.5％、抗氧化剂0.05-0.5％。


2.根据权利要求1所述的抗划伤PC改性材料，其特征在于，所述氧化石墨烯为硅烷改性氧化石墨烯。


3.根据权利要求2所述的抗划伤PC改性材料，其特征在于，所述硅烷改性氧化石墨烯中硅烷偶联剂的添加量为氧化石墨烯的2-5％。


4.根据权利要求1所述的抗划伤PC改性材料，其特征在于，所述成核剂为1,3,5-三叔丁酰胺基苯或均苯三甲酸三叔丁酰胺。


5.根据权利要求1所述的抗划伤PC改性材料，其特征在于，所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的抗划伤PC改性材料，其特征在于，所述抗氧化剂由主抗氧剂和辅助抗氧剂组成，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：范劲松，董涵，丁先锋，
申请(专利权)人：安徽开润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34