專利名稱：：良外觀阻燃耐熱自潤滑聚碳酸酯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種良外觀阻燃耐熱自潤滑聚碳酸酯組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著以塑代鋼日益普及，在各類滑動(dòng)部件(如軸承、導(dǎo)軌、滑板、活塞環(huán))及連接轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)件上均已廣泛采用各種不同塑料材料來替代鋼鐵和其他金屬。目前，已開發(fā)出了多種具有自潤滑和耐磨性能的塑料材料。美國赫希斯特人造公司申請的專利95197725.3和96192218.4均公開了一種聚乙烯改性聚甲醛組合物，該組合物可用于制造齒輪、滑輪、輥軸和軸承。林安良也在專利03151026.4中公開了一種聚氨酯改性聚甲醛組合物，主要用于高速、高壓、高熱條件下動(dòng)力傳動(dòng)傳導(dǎo)零部件。黃文浩和宋明斌在專利200510095700.4中公開了一種聚四氟乙烯和聚丙烯腈組合物的燒結(jié)復(fù)合材料，適合加工高耐磨、耐高溫、耐化學(xué)藥品的密封圈、軸承襯套、閥門管道。另外，美國專利5416154、6303691Bl和中國專利CN1043776、CN1590455A中均公開了一種自潤滑耐磨增強(qiáng)尼龍材料。上述材料中聚甲醛復(fù)合材料雖有優(yōu)良的自潤滑性，但不具備防火性能；聚四氟乙烯組合物具有高耐磨性能和耐化學(xué)藥品性，但其加工困難，不適合注塑而應(yīng)用受到限制；自潤滑尼龍組合物克服了前兩者的缺點(diǎn)，但如不采用玻纖增強(qiáng)則很難在高溫的環(huán)境中長期使用。因此，目前市場上迫切需要開發(fā)具有優(yōu)良外觀的阻燃自潤滑材料。聚碳酸酯(PC)是一種無定形的無毒無味無臭、透明無色的非晶型熱塑性工程塑料。其特點(diǎn)是具有綜合均衡的機(jī)械性能、熱性能及電性能，尤其是抗沖擊韌性為一般熱塑性塑料之冠，而且蠕變性又相當(dāng)小，尺寸穩(wěn)定性好。它的耐熱性較好，可在-6012(TC下長期使用，熱變形溫度13014(TC，玻璃化溫度149t:，無明顯熔點(diǎn)，在22023(TC呈熔融狀態(tài)，熱分解溫度大于310°C，屬自熄性樹脂。可見，聚碳酸酯是制備良外觀阻燃耐熱自潤滑材料的理想基材。而在現(xiàn)有的專利技術(shù)中，美國專利5488086公開了一種采用硅烷共聚聚碳酸酯與熱塑性樹脂的組合物，該組合物具有抗沖韌性、流動(dòng)性、耐化學(xué)溶劑性、耐磨性和滑動(dòng)特性。但由于該專利采用了價(jià)格較高且市場供應(yīng)量較小的硅烷共聚聚碳酸酯，限制該組合物的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，同時(shí)其耐磨性能仍不能滿足某些要求較高的零部件。美國專利5504139和5750620均公開了一種聚碳酸酯、熱塑性樹脂(PP或ABS)、聚四氟乙烯微粉和玻纖或碳纖的組合物。添加聚四氟乙烯微粉可明顯降低聚碳酸酯的摩擦系數(shù)，但玻纖或碳纖對降低摩擦系數(shù)不利。該組合物彌補(bǔ)了上述專利對聚碳酸酯樹脂的苛刻要求，但在阻燃性能方面仍未改善，因此仍不能滿足眾多對防火有要求的應(yīng)用領(lǐng)域。此外，隨著人們對產(chǎn)品外觀的要求日益提高，市場上迫切需要同時(shí)兼顧良好外觀、阻燃性、耐熱性的自潤滑聚碳酸酯復(fù)合材料。但到目前為止，還未有專利公開同時(shí)具有良外觀、阻燃、耐熱、自潤滑聚碳酸酯組合物及其制備方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種良外觀阻燃耐熱自潤滑聚碳酸酯組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述聚碳酸酯組合物的制備方法。本發(fā)明的良外觀阻燃耐熱自潤滑聚碳酸酯組合物，由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成聚四氟乙烯微粉525%，超高分子量聚乙烯08%，馬來酸酐接枝聚烯烴03%，阻燃劑015%，無堿玻璃纖維040%，助劑0.15%，聚碳酸酯樹脂為余量。所述的聚四氟乙烯微粉優(yōu)選為高溫?zé)Y(jié)型聚四氟乙烯微粉，粒徑在0.5lOOym之間，優(yōu)選O.510iim。所述的超高分子量聚乙烯優(yōu)選分子量大于1000，000。所述的馬來酸酐接枝聚烯烴優(yōu)選自馬來酸酐接枝聚乙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯中的一種。所述的阻燃劑優(yōu)選為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑中的任一種。含鹵阻燃劑主要選自溴系阻燃劑，如溴化環(huán)氧、溴化聚碳酸酯、溴化三嗪等；無鹵阻燃劑主要選自磺酸鹽類阻燃劑、磷酸酯類阻燃劑。所述的無堿玻璃纖維優(yōu)選為經(jīng)表面處理過的直徑在614iim的長玻纖和短切玻纖，短切玻纖長徑比為330，其中優(yōu)選短切玻纖。表面處理劑不限，可使用環(huán)氧型、聚氨酯型和偶聯(lián)型表面處理劑(硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或它們的混合物)。所述的助劑為現(xiàn)在市場上公開銷售的各類防滴落劑、增韌劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、脫模劑、無機(jī)填充增強(qiáng)劑、硅油、白礦油及色粉中的一種或幾種，以改善材料的其他性能，但以不損害材料上述特征性能為前提。所述的聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，其相對分子質(zhì)量Mw為12000-40000，優(yōu)選2000036000的范圍。這里的相對分子質(zhì)量Mw是采用GPC(凝膠色譜法)測定的，以聚苯乙烯為標(biāo)樣校正。不同分子量的聚碳酸酯樹脂可以組合搭配使用。碳酸酯組合物的制備方法為兩步法首先是按配比將聚四氟乙烯微粉、超高分子量聚乙烯、馬來酸酐接枝聚烯烴、阻燃劑、助劑與部分聚碳酸酯樹脂先混合擠出造粒制得一步料，然后按比例將一步料、玻璃纖維和剩余聚碳酸酯樹脂在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒制得組合物粒料，其中玻璃纖維采用側(cè)喂的方式進(jìn)料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的聚碳酸酯組合物的優(yōu)點(diǎn)在于同時(shí)兼顧良好外觀、阻燃性能、耐熱和自潤滑性能；另外，添加玻纖可顯著提高材料的剛性，因此可滿足不同領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊蟆１景l(fā)明采用聚四氟乙烯微粉和超高分子量聚乙烯復(fù)配來降低價(jià)格較高的聚四氟乙烯微粉的添加量，降低了材料成本。通過添加馬來酸酐接枝聚烯烴來改善超高分子量聚乙烯、聚碳酸酯和玻纖的界面相容性，從而提高了材料的機(jī)械性能和表面外觀。此外，本發(fā)明還提供了一種制備該組合物的方法。該方法與目前普遍采用的混合擠出造粒一步法相比，可使聚四氟乙烯微粉和超高分子量聚乙烯在聚碳酸酯基體表面上分散更加均勻，在相同添加量下，材料的自潤滑性更好。因此采用本發(fā)明的二步法可減少聚四氟乙烯微粉的添加量，從而進(jìn)一步降低了材料的成本。該方法對生產(chǎn)設(shè)備沒有特別的限制和要求，可以通過常規(guī)的混合擠出設(shè)備生產(chǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1-6:采用常規(guī)的混合擠出造粒一步法制備。實(shí)施例7-9系列采用二步法制備，具體步驟如下首先按表1實(shí)施例7-9各配方組分配比將聚四氟乙烯微粉、超高分子量聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、阻燃劑、助劑與一定量的聚碳酸酯樹脂先在高混機(jī)中混合后于23026(TC下擠出造粒制得一步料，然后將一步料和剩余聚碳酸酯樹脂在高混機(jī)中均勻混合，也可以分別置于兩個(gè)高精度計(jì)量喂料稱中按比例自動(dòng)控制進(jìn)料，在雙螺桿擠出機(jī)中第二次擠出造粒制得組合物粒料，而玻璃纖維采用側(cè)喂的方式按比例進(jìn)料，并可通過調(diào)節(jié)側(cè)喂速度來控制玻纖含量。粒料經(jīng)干燥后在28(TC左右的溫度下注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，力學(xué)性能根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)測試，如表2所示。摩擦系數(shù)和磨耗量采用我國匪-200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測試，測試條件載荷200N，速度為0.42m/s，干摩擦，大氣環(huán)境，時(shí)間2h。外觀判斷采用企業(yè)內(nèi)部自定測試方法進(jìn)行先將各配方材料在同樣的工藝條件下注塑成長8cmX寬5cmX厚2.5cm的平板，首先進(jìn)行(a)目測評判。眼睛觀察平板表面玻纖流紋明顯情況，玻纖紋越明顯則表明外觀越差，并以好、中等、一般、差四個(gè)等級來評判；然后采用(b)膠帶粘附法采用3M公司產(chǎn)同一型號強(qiáng)力膠帶貼在平板相同位置和表面積上，瞬間扯下后看膠帶表面是否粘有玻纖，如有則記錄膠帶表面粘附的玻纖根數(shù)。表1實(shí)施例組分和配比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注配方各組分總和為100表2實(shí)施例性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述各實(shí)施例的性能數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的自潤滑聚碳酸酯組合物不但具有表面耐磨損性和低摩擦系數(shù)，而且外觀良好、高剛韌性、和阻燃性能，同時(shí)保持了聚碳酸酯的高耐熱性。權(quán)利要求一種聚碳酸酯組合物，其特征在于該組合物由如下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成聚四氟乙烯微粉5～25％，超高分子量聚乙烯0～8％，馬來酸酐接枝聚烯烴0～3％，阻燃劑0～15％，無堿玻璃纖維0～40％，助劑0.1～5％，聚碳酸酯樹脂為余量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的聚四氟乙烯微粉為高溫?zé)Y(jié)型聚四氟乙烯微粉，粒徑在0.5100iim之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯的分子量大于1000，000。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的馬來酸酐接枝聚烯烴選自馬來酸酐接枝聚乙烯和馬來酸酐接枝聚丙烯中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的阻燃劑為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑中的任一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的無堿玻璃纖維為直徑在614iim的長玻纖或短切玻纖，長徑比為330:1。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的助劑為防滴落劑、增韌劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、脫模劑、無機(jī)填充增強(qiáng)劑、硅油、白礦油及色粉中的一種或一種以上的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，其相對分子質(zhì)量Mw為1200040000。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述組合物的制備方法，其特征在于該方法為兩步法首先是按配比將聚四氟乙烯微粉、超高分子量聚乙烯、馬來酸酐接枝聚烯烴、阻燃劑、助劑與部分聚碳酸酯樹脂先混合擠出造粒制得一步料，然后按比例將一步料、玻璃纖維和剩余聚碳酸酯樹脂在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒制得組合物粒料，其中玻璃纖維采用側(cè)喂的方式進(jìn)料。全文摘要本發(fā)明公開了一種良外觀阻燃耐熱自潤滑聚碳酸酯組合物及其制備方法。該組合物包括聚四氟乙烯微粉5～25％，超高分子量聚乙烯0～8％，馬來酸酐接枝聚烯烴0～3％，阻燃劑0～15％，無堿玻璃纖維0～40％，助劑0.1～5％，聚碳酸酯樹脂為余量。該組合物不但具有良好的耐熱和機(jī)械性能、永久自潤滑性和阻燃性，且表面外觀良好，可應(yīng)用于各種要求高剛性、高耐熱、阻燃、耐磨的注塑件。文檔編號C08L51/06GK101712792SQ20081019900公開日2010年5月26日申請日期2008年10月7日優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日發(fā)明者何繼輝,劉思楊,徐布衣,歐陽曉岳申請人:金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司