玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用.pdf

《玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用.pdf（8页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910815623.7 (22)申请日 2019.08.30 (71)申请人 金发科技股份有限公司 地址 510663 广东省广州市高新技术产业 开发区科学城科丰路33号 (72)发明人 岑茵李明昆艾军伟陈勇文 刘贤文吴俊丁超 (74)专利代理机构 广州致信伟盛知识产权代理 有限公司 44253 代理人 伍嘉陵 (51)Int.Cl. C08L 69/00(2006.01) C08L 83/10(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 23/02。

2、(2006.01) C08K 7/14(2006.01) C08K 3/32(2006.01) C08J 5/04(2006.01) (54)发明名称 一种玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备 方法与应用 (57)摘要 本发明公开了一种玻纤增强聚碳酸酯复合 材料及其制备方法与应用， 包括以下组成： 组分 A： 聚碳酸酯40份-90份； 组分B： 聚硅氧烷嵌段共 聚物1.5份-50份； 组分C： 玻纤5份-60份； 组分D： 含磷化合物0.1份-30份； 组分E： 聚烯烃化合物 0.01份-30份。 本发明选用在玻纤增强聚碳酸酯 复合材料配方中添加特定含量的聚硅氧烷嵌段 共聚物、 含磷化合物和聚烯烃。

3、化合物， 从而能够 保证最终制备得到的复合材料中具有特定的硅 氧烷含量和特定的磷元素和硅元素的重量比， 使 得制备得到的复合材料既具有优异的高模量高 韧性特性， 又具有优异的加工性能， 与常规增强 改性手段相比， 该复合材料兼具刚性和韧性， 特 别适用于汽车、 电子电气、 通讯行业、 建筑行业等 领域。 权利要求书2页 说明书5页 CN 110591321 A 2019.12.20 CN 110591321 A 1.一种玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 按重量份计， 包括以下组成： 组分A： 聚碳酸酯 40份- 90份； 组分B： 聚硅氧烷嵌段共聚物 1.5份-50份； 组分C： 玻纤 5份-60份。

4、； 组分D： 含磷化合物 0.1份-30份； 组分E： 聚烯烃化合物 0.01份-30份。 2.根据权利要求1所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 按重量份计， 包括以下组成： 组分A： 聚碳酸酯 40份- 90份； 组分B： 聚硅氧烷嵌段共聚物 3.5份-45份； 组分C： 玻纤 5份-60份； 组分D： 含磷化合物 8份-12份； 组分E： 聚烯烃化合物 6份-10份。 3.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述玻纤增强 聚碳酸酯复合材料中硅氧烷含量占组合物总重量的百分比为0 .6wt%-17wt%， 优选为 2.8wt%-12wt%。 4.根据权利要求1或2所。

5、述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述玻纤增强 聚碳酸酯复合材料中磷元素和硅元素的重量比为1：（0.1-3.2） ， 优选为1：（0.6-2.5） 。 5.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述聚碳酸酯 选自芳香族聚碳酸酯、 脂肪族聚碳酸酯、 芳香族-脂肪族聚碳酸酯、 支化聚碳酸酯中的一种 或几种； 优选为芳香族聚碳酸酯； 所述芳香族聚碳酸酯为粘均分子量13000-40000的芳香族 聚碳酸酯， 优选为粘均分子量18000-28000的芳香族聚碳酸酯。 6.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述聚硅氧烷 嵌段共聚物包括。

6、聚二甲基硅氧烷嵌段和双酚A的聚碳酸酯嵌段， 具有基于组分B重量0.6 wt%-36wt%的硅氧烷含量。 7.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述含磷化合 物选自含氧磷酸、 磷酸盐类及其衍生物； 所述含氧磷酸选自磷酸和/或次磷酸； 所述磷酸盐 类及其衍生物选自磷酸钠和/或次磷酸锌。 8.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 所述聚烯烃化 合物选自饱和性直链型的聚烯烃、 含有不饱和键的聚烯烃、 含有部分支链的聚烯烃、 改性聚 烯烃中的一种或几种； 所述饱和性直链型的聚烯烃选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚丁烯中的一种或 几种； 所述含有不饱和键。

7、的聚烯烃选自聚丁二烯及其衍生物； 所述含有部分支链的聚烯烃 选自聚X-烯烃； 所述改性聚烯烃选自环氧改性聚烯烃、 马来酸苷改性聚烯烃中的一种或几 种。 9.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 其特征在于， 基于玻纤增强 聚碳酸酯复合材料重量， 还包括组分F： 其它助剂0-10份； 所述其它助剂选自稳定剂、 阻燃 剂、 抗滴落剂、 润滑剂、 脱模剂、 增塑剂、 填料、 抗静电剂、 抗菌剂、 着色剂中的一种或几种。 10.一种如权利要求1-9任一项所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料的制备方法， 其特征 在于， 包括如下步骤： 1） 按照配比称取聚碳酸酯、 聚硅氧烷嵌段共聚物、 含磷化合。

8、物、 聚烯烃化合物、 其它助 权利要求书 1/2 页 2 CN 110591321 A 2 剂在高混机中搅拌共混1-3min， 得到预混料； 2） 将得到的预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中， 在侧喂料口加入玻纤进行熔融挤 出， 造粒干燥， 即得。 11.根据权利要求10所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料的制备方法， 其特征在于， 所述 双螺杆挤出机长径比为46： 1-50： 1； 所述双螺杆挤出机的温度从喂料段到机头依次为： 一区 温度120-160， 二区温度200-230， 三区温度200-230， 四区温度200-220， 五区温度200-220， 六区温度200-220， 七区温度200。

9、-220， 八区温度200-220 ， 九区温度200-220， 十区温度200-220， 十一区温度200-220， 机头温度220 -240， 主机转速350转/分钟-500转/分钟。 12.如权利要求10所述的制备方法得到的玻纤增强聚碳酸酯复合材料在汽车、 电子电 气、 通讯行业、 建筑行业中的应用。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110591321 A 3 一种玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法与应用 技术领域 0001 本发明涉及工程塑料技术领域， 特别涉及一种玻纤增强聚碳酸酯复合材料及其制 备方法与应用。 背景技术 0002 聚碳酸酯树脂PC是一种综合性能优良的热塑性工程塑料。

10、。 近年来， 其较高的透明 度， 良好的阻燃性、 耐热性、 电绝缘性和尺寸稳定性， 较低的吸水率等特点而被广泛应用于 汽车、 电子电气、 通讯行业、 建筑行业等领域。 随着其应用领域的扩展， 聚碳酸酯的冲击强 度、 弯曲模量、 拉伸强度、 流动性、 介电损耗等性能都有了较高的要求， 单纯的聚碳酸酯或普 通的聚碳酸酯材料仍无法满足要求， 因此， 需要对聚碳酸酯材料进行改性处理。 为了提升材 料性能和档次， 满足最终部件和客户的需求， 一般通过玻璃纤维增强来改进其加工性和改 性。 0003 但是， 现有玻纤增强聚碳酸酯复合材料存在高刚性但是低韧性的矛盾， 而常规的 增韧方法是直接添加增韧剂， 这同。

11、样会大幅度降低复合材料的流动性， 且复合材料的刚性 和韧性的提高也非常有限， 从而严重限制了其在汽车、 电子电气、 通讯行业、 建筑行业等领 域中的应用。 发明内容 0004 为了克服现有技术的缺点与不足， 本发明的目的在于提供一种兼具刚性和韧性， 且具有高流动性的玻纤增强聚碳酸酯复合材料。 0005 本发明的另一目的是提供上述玻纤增强聚碳酸酯复合材料的制备方法。 0006 本发明的再一目的是提供上述玻纤增强聚碳酸酯复合材料的用途。 0007 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 按重量份计， 包括以下组成： 组分A： 聚碳酸酯 40份- 90份； 组分B： 聚硅氧。

12、烷嵌段共聚物 1.5份-50份； 组分C： 玻纤 5份-60份； 组分D： 含磷化合物 0.1份-30份； 组分E： 聚烯烃化合物 0.01份-30份。 0008 优选地， 玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 按重量份计， 包括以下组成： 组分A： 聚碳酸酯 40份- 90份； 组分B： 聚硅氧烷嵌段共聚物 3.5份-45份； 组分C： 玻纤 5份-60份； 组分D： 含磷化合物 8份-12份； 组分E： 聚烯烃化合物 6份-10份。 0009 其中， 所述玻纤增强聚碳酸酯复合材料中硅氧烷含量占组合物总重量的百分比为 说明书 1/5 页 4 CN 110591321 A 4 0.6wt%-17wt%，。

13、 优选为2.8wt%-12wt%。 0010 其中， 所述玻纤增强聚碳酸酯复合材料中磷元素和硅元素的重量比为1：（0.1- 3.2） ， 优选为1：（0.6-2.5） 。 0011 其中， 所述聚碳酸酯选自芳香族聚碳酸酯、 脂肪族聚碳酸酯、 芳香族-脂肪族聚碳 酸酯、 支化聚碳酸酯中的一种或几种； 优选为芳香族聚碳酸酯； 优选地， 所述芳香族聚碳酸酯为粘均分子量13000-40000的芳香族聚碳酸酯， 优选为粘 均分子量18000-28000的芳香族聚碳酸酯。 当粘均分子量在上述范围内， 机械强度良好并且 能保持优异的成型性。 其中， 粘均分子量是通过使用二氯甲烷作为溶剂在测试温度为25 的溶。

14、液粘度计算出来的。 0012 上述聚碳酸酯的制备方法可以通过界面聚合法和酯交换法制得， 并且可以在过程 中控制端羟基的含量。 0013 其中， 所述聚硅氧烷嵌段共聚物包括聚二甲基硅氧烷嵌段和双酚A的聚碳酸酯嵌 段， 具有基于组分B重量0.6wt%-36wt%的硅氧烷含量。 加入硅氧烷嵌段共聚物后， 可以通过 近红外分析法对玻纤增强聚碳酸酯复合材料的硅氧烷含量进行测试， 测试方法是称量固定 重量的玻纤增强聚碳酸酯复合材料粒料用甲烷均匀溶解成片状后进行检测。 0014 其中， 所述含磷化合物选自含氧磷酸、 磷酸盐类及其衍生物； 所述含氧磷酸选自磷 酸和/或次磷酸； 所述磷酸盐类及其衍生物选自磷酸钠。

15、和/或次磷酸锌。 0015 其中， 所述聚烯烃化合物选自饱和性直链型的聚烯烃、 含有不饱和键的聚烯烃、 含 有部分支链的聚烯烃、 改性聚烯烃中的一种或几种； 所述饱和性直链型的聚烯烃选自聚乙 烯、 聚丙烯、 聚丁烯中的一种或几种； 所述含有不饱和键的聚烯烃选自聚丁二烯及其衍生 物； 所述含有部分支链的聚烯烃选自聚X-烯烃； 所述改性聚烯烃选自环氧改性聚烯烃、 马来 酸苷改性聚烯烃中的一种或几种。 0016 本发明所述的玻纤增强聚碳酸酯复合材料， 基于玻纤增强聚碳酸酯复合材料重 量， 还可以包括组分F： 其它助剂0-10份； 所述其它助剂选自稳定剂、 阻燃剂、 抗滴落剂、 润滑 剂、 脱模剂、 。

16、增塑剂、 填料、 抗静电剂、 抗菌剂、 着色剂中的一种或几种。 0017 合适的稳定剂， 可以包括有机亚磷酸酯， 如亚磷酸三苯酯， 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， 磷酸三甲酯等， 有机亚磷酸酯， 烷基化的 一元酚或者多元酚， 多元酚和二烯的烷基化反应产物， 对甲酚或者二环戊二烯的丁基化反 应产物， 烷基化的氢醌类， 羟基化的硫代二苯基醚类， 亚烷基-双酚， 苄基化合物， 多元醇酯 类， 苯并三唑类， 二苯甲酮类的一种或者多种组合。 0018 合适的阻燃剂， 可以包括基于磷酸酯的阻燃剂或者磺酸盐阻燃剂。 较好的磷酸酯 阻燃剂包括双酚A二磷酸四。

17、苯酯， 磷酸三苯酯、 磷酸三甲苯酯、 磷酸甲苯基二苯酯、 双酚A二 磷酸四甲苯酯、 间苯二酚四 （2,6-二甲基苯酯） 和四甲苄基哌啶酰胺； 也可以阻燃剂选择磺 酸盐， 如Rimar盐全氟丁基磺酸钾、 KSS二苯砜磺酸钾、 苯磺酸钠等均为合适。 0019 上述玻纤增强聚碳酸酯复合材料的制备方法， 包括如下步骤： 1） 按照配比称取聚碳酸酯、 聚硅氧烷嵌段共聚物、 含磷化合物、 聚烯烃化合物、 其它助 剂在高混机中搅拌共混1-3min， 得到预混料； 2） 将得到的预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口中， 在侧喂料口加入玻纤进行熔融挤 出， 造粒干燥， 即得。 说明书 2/5 页 5 CN 1105。

18、91321 A 5 0020 其中， 所述双螺杆挤出机长径比为46： 1-50： 1； 所述双螺杆挤出机的温度从喂料段 到机头依次为： 一区温度120-160， 二区温度200-230， 三区温度200-230， 四区 温度200-220， 五区温度200-220， 六区温度200-220， 七区温度200-220， 八区温度200-220， 九区温度200-220， 十区温度200-220， 十一区温度200- 220， 机头温度220-240， 主机转速350转/分钟-500转/分钟。 0021 上述制备方法得到的玻纤增强聚碳酸酯复合材料在汽车、 电子电气、 通讯行业、 建 筑行业中的应用。

19、。 0022 本发明与现有技术相比， 具有如下有益效果： 本发明选用在玻纤增强聚碳酸酯复合材料配方中添加特定含量的聚硅氧烷嵌段共聚 物、 含磷化合物和聚烯烃化合物， 从而能够保证制备得到的复合材料中具有特定含量的硅 氧烷含量和特定的磷元素和硅元素的重量比， 制备得到的复合材料既具有优异的高模量高 韧性特性， 又具有优异的流动性和加工性能， 与常规增强改性手段相比， 该复合材料兼具刚 性和韧性， 适用于汽车、 电子电气、 通讯行业、 建筑行业等领域。 具体实施方式 0023 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明， 以下实施例为本发明较佳的实施方 式， 但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。。

20、 0024 各性能的测试标准或方法： Izod无缺口冲击强度的测试方式： 根据ASTM D256-2010标准； 拉伸强度的测试方式： 根据ASTM D638-2014标准， 拉伸速度为10mm/min； 弯曲模量的测试方式根据ASTM D790-2010标准， 弯曲速度为2mm/min； 流动性的测试方式： 根据ASTM D1238-2013标准， 熔融温度为300。 0025 本发明中使用的聚碳酸酯： 组分A-1： 粘均分子量为18000的芳香族聚碳酸酯， 日本出光； 组分A-2： 粘均分子量为27000的芳香族聚碳酸酯， 日本出光； 本发明中使用的聚硅氧烷嵌段共聚物： 组分B-1： 硅氧。

21、烷含量为8wt%的聚硅氧烷嵌段共聚物， 日本出光； 组分B-2： 硅氧烷含量为34wt%的聚硅氧烷嵌段共聚物， 日本出光； 本发明中使用的玻纤： 组分C-1： 日本东洋纺； 本发明中使用的含磷化合物： 组分D-1： 次磷酸， 阿拉丁； 组分D-2： 磷酸钠， 博德化工； 本发明中使用的聚烯烃化合物： 组分E-1： 聚乙烯， 厂家为中石化； 组分E-2： 聚X-烯烃， 厂家为创新化工； 本发明中使用的其它助剂： 组分F-1： 稳定剂： 2112， 艾迪科； 组分F-2： 润滑剂： PETS， 龙沙。 说明书 3/5 页 6 CN 110591321 A 6 0026 实施例1-8及对比例1-6：。

22、 玻纤增强聚碳酸酯复合材料的制备 按照配比称取聚碳酸酯、 聚硅氧烷嵌段共聚物、 含磷化合物、 聚烯烃化合物、 其它助剂 在高混机中搅拌共混1-3min， 得到预混料； 将得到的预混料置于双螺杆挤出机的主喂料口 中， 在侧喂料口加入玻纤进行熔融挤出， 造粒干燥， 即得玻纤增强聚碳酸酯复合材料。 对上 述玻纤增强聚碳酸酯复合材料的Izod缺口冲击强度、 Izod无缺口冲击强度、 拉伸强度、 弯曲 模量、 流动性进行测试， 测试得到的数据如表1所示。 0027 表1 实施例1-8及对比例1-6的具体配比 （重量份） 及其测试性能结果 续表1 说明书 4/5 页 7 CN 110591321 A 7 。 说明书 5/5 页 8 CN 110591321 A 8 。