本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚碳酸酯基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚碳酸酯(pc)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中，脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機(jī)械性能較低，從而一定程度限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用；而僅有芳香族聚碳酸酯獲得了廣泛的工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯分子結(jié)構(gòu)上的特殊性，其已成為當(dāng)前五大工程塑料中增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料之一。

2、芳香族聚碳酸酯材料是一種性能優(yōu)異的工程塑料，其機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊韌性好、尺寸穩(wěn)定、耐熱性和電絕緣性好，得到了廣泛應(yīng)用。但其耐磨性較差，特別是作為取代金屬材料的齒輪、軸承、滑輪等零部件，使用效果欠佳。在該領(lǐng)域中，其可通過與耐磨性更好的原料制成復(fù)合合金材料，主要來改善聚碳酸酯的耐磨性；而目前的聚碳酸酯基復(fù)合材料的耐磨、抗沖擊等還需進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種聚碳酸酯基復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的復(fù)合材料能夠保持聚碳酸酯的優(yōu)異力學(xué)性能，可有效提高材料的耐磨性和抗沖擊性，從而拓展在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

2、本發(fā)明提供一種聚碳酸酯基復(fù)合材料，由以下質(zhì)量份的組分制得：

3、50～70份的聚碳酸酯；

4、15～25份的聚酮；

5、0～8份的玻璃纖維；

6、2～10份的相容劑；

7、1～5份的耐磨劑；

8、1～5份的抗氧劑；

9、所述聚碳酸酯在230℃和2.16kg負(fù)載下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為2～20g/10min；所述聚酮為脂肪族聚酮，在240℃和2.16kg負(fù)載下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為3～50g/10min。

10、優(yōu)選地，所述聚酮為一氧化碳、乙烯和c3～30烯烴不飽和化合物的共聚物。

11、優(yōu)選地，所述玻璃纖維直徑為0.5-1.0μm，長(zhǎng)度為20-40μm。

12、優(yōu)選地，所述耐磨劑為二硫化鉬、硅油、石墨和硅酮中的一種或多種。

13、優(yōu)選地，所述相容劑為聚乙烯-馬來酸酐共聚物、聚丙烯-馬來酸酐共聚物、聚丙烯酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的至少一種。

14、優(yōu)選地，所述抗氧劑包括：1～3份的主抗氧劑和1～2份的助抗氧劑。

15、優(yōu)選地，所述主抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯；

16、所述助抗氧劑為三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和/或硫代二丙酸二月桂酸酯。

17、本發(fā)明提供一種前文所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

18、a)按質(zhì)量份將聚碳酸酯、聚酮、可選的玻璃纖維、耐磨劑、相容劑和抗氧劑攪拌混合，得到混合料；

19、b)將所述混合料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融擠出、造粒，得到聚碳酸酯基復(fù)合材料。

20、優(yōu)選地，所述步驟a)攪拌混合前還包括：對(duì)聚碳酸酯和聚酮進(jìn)行干燥，所述干燥的溫度為60～90℃，時(shí)間為6～8h；

21、所述步驟a)中，所述攪拌混合在高速混合機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)速為1800～3000rpm，時(shí)間為2～10min。

22、優(yōu)選地，所述步驟b)中，所述雙螺桿機(jī)擠出機(jī)中，熔融共混段的各加熱段溫度獨(dú)立的選自190～260℃，主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200～350r/min，主喂料螺桿機(jī)轉(zhuǎn)速為10～20r/min。

23、聚酮(pok)是一種綜合性能極其優(yōu)良的工程塑料，一般是由一氧化碳(co)、乙烯、丙烯通過配位聚合而成的新型綠色聚合物。聚酮高分子聚合物主要具有光降解和生物降解特性；其還具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和耐磨性。

24、本發(fā)明使用低熔融指數(shù)的聚酮樹脂(熔體質(zhì)量流動(dòng)速率3～50g/10min)以及可選的玻璃纖維，在一定的相容劑和配合相關(guān)加工助劑的作用下，將聚酮組分添加至聚碳酸酯材料中形成組合物，從而制備成聚碳酸酯基復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述的復(fù)合材料保持了聚碳酸酯材料的優(yōu)異力學(xué)性能，可以明顯提高聚碳酸酯的耐磨性，還可增強(qiáng)抗沖擊性和環(huán)境友好性，拓展pc的應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍。

技術(shù)特征：

1.一種聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，由以下質(zhì)量份的組分制得：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述聚酮為一氧化碳、乙烯和c3～30烯烴不飽和化合物的共聚物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述玻璃纖維直徑為0.5-1.0μm，長(zhǎng)度為20-40μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述耐磨劑為二硫化鉬、硅油、石墨和硅酮中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述相容劑為聚乙烯-馬來酸酐共聚物、聚丙烯-馬來酸酐共聚物、聚丙烯酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物和苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑包括：1～3份的主抗氧劑和1～2份的助抗氧劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料，其特征在于，所述主抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯；

8.一種權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)攪拌混合前還包括：對(duì)聚碳酸酯和聚酮進(jìn)行干燥，所述干燥的溫度為60～90℃，時(shí)間為6～8h；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述雙螺桿機(jī)擠出機(jī)中，熔融共混段的各加熱段溫度獨(dú)立的選自190～260℃，主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200～350r/min，主喂料螺桿機(jī)轉(zhuǎn)速為10～20r/min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種聚碳酸酯基復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供的聚碳酸酯基復(fù)合材料包括以下質(zhì)量份的組分：50～70份聚碳酸酯，15～25份聚酮，0～8份玻璃纖維，1～5份耐磨劑，2～10份相容劑，1～3份抗氧劑；所述聚酮為脂肪族聚酮，在240℃和2.16kg負(fù)載下的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為3～50g/10min。本發(fā)明將聚碳酸酯、聚酮、可選的玻璃纖維、耐磨劑、相容劑、抗氧劑以一定比例混合均勻，然后加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出造粒，制得聚碳酸酯基復(fù)合材料。其不僅具有較高的力學(xué)性能，而且耐磨性遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有聚碳酸酯材料，可加工成型各種高耐磨的塑料元部件，提高了使用壽命，利于應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：張朋朋,裴立軍,王朋朋,曹麗艷,高秀云,王瑞靜,徐新強(qiáng),劉英賢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：黃河三角洲京博化工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8