一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法，包括以下步驟：制備改性納米碳酸鈣、將聚碳酸酯與改性納米碳酸鈣擠出造粒、微孔發(fā)泡得發(fā)泡均勻、泡孔密度較高，且具有較好力學(xué)性能的聚碳酸酯材料。本發(fā)明制備的微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料由于有均勻微孔的存在，使PC塑料受到?jīng)_擊時，在微孔的周圍，特別在微孔赤道附近會引發(fā)大量銀紋，大量銀紋的產(chǎn)生和擴展要消耗大量的能量，從而使其具有優(yōu)異的沖擊強度，同時提高了其他的力學(xué)性能；并使得本發(fā)明制備的PC塑料的沖擊性能相對于傳統(tǒng)發(fā)泡方法制備的PC塑料有較大提高。
【專利說明】一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于一種微孔發(fā)泡技術(shù)，具體涉及一種納米碳酸鈣修飾的微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]聚碳酸酯(PC樹脂)是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊能力，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，其耐熱、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產(chǎn)品，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料。目前PC廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，并且隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計算機、光盤等高科技領(lǐng)域。另外，由于PC良好的電絕緣性能，現(xiàn)已經(jīng)大量替代原有的酚醛塑料而應(yīng)用于通信電信設(shè)備領(lǐng)域。經(jīng)發(fā)泡的PC材料由于其比強度高，具有優(yōu)異的吸能抗震性能和隔音隔熱性能，已廣泛應(yīng)用于包裝材料、工業(yè)部件和建筑材料上。但現(xiàn)有的發(fā)泡技術(shù)是通過在開煉機中加入發(fā)泡助劑，置于恒溫的模壓機上施加一定壓力的微孔發(fā)泡方法來制備，制備的PC制件容易引起泡孔塌陷，致泡孔孔徑增加，因而在應(yīng)力集中處增多 ，產(chǎn)生裂紋的機會就大大地增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法，可制備出發(fā)泡均勻、泡孔密度較高，且具有較好力學(xué)性能的發(fā)泡PC材料。
[0006]一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將干燥的納米碳酸鈣與硅烷偶聯(lián)劑一起溶于乙醇溶液中，攪拌分散后，經(jīng)過濾、干燥得改性納米碳酸鈣；
(2)將聚碳酸酯與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:0.2-3投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒；
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱至熔融狀態(tài)后通入二氧化碳，保持3-24小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0007]進(jìn)一步，所述步驟(1)中硅烷偶聯(lián)劑的添加比例為納米碳酸鈣質(zhì)量百分比的1%-5% ;所述硅烷偶聯(lián)劑為Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
[0008]所述步驟(1)中攪拌分散的溫度40_80°C、時間為4-10小時；所述干燥的納米碳酸鈣是經(jīng)過溫度為40-70°C、時間為2-8小時干燥所得。
[0009]所述步驟(3)中加熱至熔融狀態(tài)的溫度為280_320°C。
[0010]所述步驟(3)中通入二氧化碳的壓力為1-5 atm。
[0011]所以本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明在聚碳酸酯中加入改性納米碳酸鈣，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，使發(fā)泡均勻；
2、本發(fā)明在納米碳酸鈣修飾的聚碳酸酯熔融狀態(tài)中通入二氧化碳，使其發(fā)泡均勻，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，增加材料內(nèi)部泡孔數(shù)目，從而降低聚碳酸酯材料的密度。
[0012]3、本發(fā)明制備的微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料由于有均勻微孔的存在，使PC塑料受到?jīng)_擊時，在微孔的周圍，特別在微孔赤道附近會引發(fā)大量銀紋，大量銀紋的產(chǎn)生和擴展要消耗大量的能量，從而使其具有優(yōu)異的沖擊強度，同時提高了其他的力學(xué)性能；并使得本發(fā)明制備的PC塑料的沖擊性能相對于傳統(tǒng)發(fā)泡方法制備的PC塑料有較大提高。
[0013]
【具體實施方式】[0014]下面實施例中使用的聚碳酸酯的型號分別如下:
PC IR2200由日本出光公司生產(chǎn)
PC7022PJ為日本三菱公司生產(chǎn) PC 30WB由德國拜耳公司生產(chǎn)。
[0015]PC SC-1100R00由韓國三星公司生產(chǎn)。
[0016]PC SC-1220R為韓國三星公司生產(chǎn)。
[0017]實施例1
(1)將在60°C的條件下干燥6小時的納米碳酸鈣與占納米碳酸鈣質(zhì)量百分比為3%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在50°C攪拌分散6小時后，過濾、再在50°C溫度下干燥7小時得改性納米碳酸鈣；
(2)將PCIR2200與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:1投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒；
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱300°C使其為熔融狀態(tài)，然后通入壓力為3atm 二氧化碳，保持15小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0018]實施例2
(1)將在50°C的條件下干燥4小時的納米碳酸鈣與占納米碳酸鈣質(zhì)量百分比為2%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在60°C攪拌分散8小時后，過濾、再在60°C溫度下干燥5小時得改性納米碳酸鈣；
(2)將PC7022PJ與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:2投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造
粒;
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱310°C使其為熔融狀態(tài)，然后通入壓力為Iatm 二氧化碳，保持20小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0019]實施例3
(1)將在70°C的條件下干燥2小時的納米碳酸鈣與占納米碳酸鈣質(zhì)量百分比為4%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在80°C攪拌分散4小時后，過濾、再在40°C溫度下干燥2小時得改性納米碳酸鈣；
(2)將PC30WB與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:3投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒;
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱280°C使其為熔融狀態(tài)，然后通入壓力為5atm 二氧化碳，保持3小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0020]實施例4
(1)將在40°C的條件下干燥8小時的納米碳酸鈣與占納米碳酸鈣質(zhì)量百分比為5%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在40°C攪拌分散10小時后，過濾、再在70°C溫度下干燥2小時得改性納米碳酸鈣；
(2)將PCSC-1100R00與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:0.2投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒；
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱320°C使其為熔融狀態(tài)，然后通入壓力為4atm 二氧化碳，保持10小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0021]實施例5
(1)將在60°C的條件下干燥7小時的納米碳酸鈣與占納米碳酸鈣質(zhì)量百分比為1%的KH550 一起溶于乙醇溶液中，在70°C攪拌分散5小時后，過濾、再在60°C溫度下干燥2小時得改性納米碳酸鈣；
(2)將PCSC-1220R與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:1.5投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒；
(3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱290°C使其為熔融狀態(tài)，然后通入壓力為2atm 二氧化碳，保持24小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
[0022]將上述實施例1 一 5制備的微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料分別與其使用的聚碳酸酯材料、普通微孔發(fā) 泡的聚碳酸酯材料按照IS01133、IS0527、IS0180標(biāo)準(zhǔn)檢測其密度、拉伸強度與沖擊強度，其具體如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將干燥的納米碳酸鈣與硅烷偶聯(lián)劑一起溶于乙醇溶液中，攪拌分散后，經(jīng)過濾、干燥得改性納米碳酸鈣； (2)將聚碳酸酯與改性納米碳酸鈣按質(zhì)量比為40:0.2-3投入雙螺桿擠出機中進(jìn)行擠出造粒； (3)在二氧化碳的氣氛中，將(2)擠出的粒子放入密閉容器中，加熱至熔融狀態(tài)后通入二氧化碳，保持3-24小時后降壓得微孔發(fā)泡聚碳酸酯材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中硅烷偶聯(lián)劑的添加比例為納米碳酸鈣質(zhì)量百分比的1%_5% ;所述硅烷偶聯(lián)劑為Y —氨丙基三乙氧基硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中攪拌分散的溫度40-80°C、時間為4-10小時；所述干燥的納米碳酸鈣是經(jīng)過溫度為40-70°C、時間為2_8小時干燥所得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中加熱至熔融狀態(tài)的溫度為 280-320°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中通入二氧化碳的壓力為 1-5 atm0
【文檔編號】C08L69/00GK103923448SQ201410129237
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊桂生, 計娉婷 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司