一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料.pdf

本发明公开了一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC30%～60%、PET15%～30%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～10%、阻燃剂2%～8%、相容剂2%～5%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的PC/PET复合材料，其冲击强度可提高到原来的1.5倍以上（缺口冲击强度可达10kJ/m2以上），而且拉伸强度与弯曲强度提高10%～20%，阻燃性能达到安全、高效、无卤、环保和UL94V-0等级的性能要求。

权利要求书
1.  一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC 30%～60%、PET 15%～30%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～10%、阻燃剂2%～8%、相容剂2%～5%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

2.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物（ASA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物中的一种或几种。

3.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE）组成的复合阻燃剂。

4.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）。

5.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。

6.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

7.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。

8.  根据权利要求1所述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；
（2）、按重量配比称取95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE），使混合均匀，制得复合阻燃剂，然后在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面改性纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（4）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到干燥的复合阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌1～3分钟，然后加入步骤（3）得到的表面改性纳米碳酸钙，以及按重量配比称取的抗氧剂、润滑剂，继续搅拌3～15分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得母粒，待用；
（5）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（4）制得的母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的增韧剂和相容剂，使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。

说明书一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。
背景技术
PC/PET（聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯）复合材料是一种综合性能较为理想的工程塑料，它具有PC、PET单组分不具备的优异性能，在很多场合均可使用。然而，由于PET是结晶聚合物，PC是非结晶聚合物，PC/PET属于典型的非晶/结晶共混体系，两者共混的相容性比较差，导致共混PC/PET复合材料的韧性比较差，其强度不高，阻燃性不好，因而很难满足一些高强度、高阻燃、高韧性条件下的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 30%～60%、PET 15%～30%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～10%、阻燃剂2%～8%、相容剂2%～5%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。
所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。
所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物（ASA）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物中的一种或几种。
所述的阻燃剂为95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE）组成的复合阻燃剂。
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）。
所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
所述的抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
上述的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；
（2）、按重量配比称取95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE），使混合均匀，制得复合阻燃剂，然后在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面改性纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（4）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到干燥的复合阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌1～3分钟，然后加入步骤（3）得到的表面改性纳米碳酸钙，以及按重量配比称取的抗氧剂、润滑剂，继续搅拌3～15分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得母粒，待用；
（5）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（4）制得的母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的增韧剂和相容剂，使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的PC/PET复合材料，其冲击强度可提高到原来的1.5倍以上（缺口冲击强度可达10kJ/m2以上），而且拉伸强度与弯曲强度提高10%～20%，阻燃性能达到安全、高效、无卤、环保和UL94 V-0等级的性能要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 45%、PET 20%、纳米碳酸钙15%、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）10%、阻燃剂5%、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）3%、钛酸酯偶联剂0.5%、质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）1%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g；所述的阻燃剂为95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE）组成的复合阻燃剂。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE），使混合均匀，制得复合阻燃剂，然后在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和钛酸酯偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面改性纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到干燥的复合阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌1～3分钟，然后加入步骤（3）得到的表面改性纳米碳酸钙，以及按重量配比称取的质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、季戊四醇硬脂酸酯（PETS），继续搅拌3～15分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得母粒，待用；（5）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（4）制得的母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）和乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA），使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。
实施例2：
一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 55%、PET 20%、纳米碳酸钙10%、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物（ASA）6%、阻燃剂3%、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）5%、铝钛复合偶联剂0.3%、质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.5%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g；所述的阻燃剂为95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE）组成的复合阻燃剂。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取95wt%聚二甲基硅氧烷（PDMS）、1wt%苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）和4wt%聚四氟乙烯（PTFE），使混合均匀，制得复合阻燃剂，然后在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和铝钛复合偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面改性纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到干燥的复合阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌1～3分钟，然后加入步骤（3）得到的表面改性纳米碳酸钙，以及按重量配比称取的质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、季戊四醇硬脂酸酯（PETS），继续搅拌3～15分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得母粒，待用；（5）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（4）制得的母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物（ASA）和乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA），使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种高强、高阻和高韧改性的PC/PET复合材料。