技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域,尤其涉及一种高刚韧性良外观防翘曲玻 纤增强聚碳酸酯组合物。
背景技术
玻纤增强聚碳酸酯材料由于其优良的机械特性、电气特性和尺寸稳定性, 被广泛应用于精密机械零部件(照相机、录像机等各种精密仪器的结构件和外 观件)、办公设备类零部件(打印机、复印机、扫描仪的耐热结构件)、电脑接 插件、汽车支架结构件等领域。在这些应用领域中,需要薄壁注塑和优良的外 观,以满足精密零件的要求,因此经常遇到注塑制件翘曲变形大,表面有“浮 纤”现象。
在现有的技术中,主要通过调节注塑工艺条件及提高模温来降低注塑件的 翘曲变形度和改善表面外观。但该方法可调节改善的幅度小,容易导致成型工 艺条件苛刻,不利于实际生产,并且还会加长成型周期,导致加工成本上升。
玻纤增强聚碳酸酯树脂组合物已知于例如专利CN03810420.2和 CN01126385.7。该两个专利公开的组合物主要偏重于材料的高韧性,而未兼顾 材料的防翘曲性和优良表面外观。
专利CN03113958.2公开了一种环保防翘曲高效阻燃增强聚碳酸酯树脂及 其制备方法。该增强聚碳酸酯树脂着重于材料的防翘曲性和高效阻燃性,对玻 纤的选择较苛刻,生产工艺难控制,不易于实际生产操作。
专利CN94117073.X中公开了一种具有改善的表面外观的玻璃纤维增强的 聚碳酸酯树脂组合物。该组合物的缺陷是韧性不足,防翘曲性有待改善,特别 是高玻纤含量30~40%,而且对所需的原材料要求苛刻,不利于实际生产及成 本控制。
因此,开发一种同时兼顾各方面性能以及外观的增强聚碳酸酯树脂组合物 符合市场的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服已有技术的难题,目的在于提供一种 防翘曲变形且改善各方面性能及外观的、易生产的玻纤增强聚碳酸酯组合物。
本发明通过以下技术方案实现上述目的:
一种高刚韧性良外观防翘曲玻纤增强聚碳酸酯组合物,包括以下重量百分 比的组分:聚碳酸酯树脂30~89.5%,共聚聚酯树脂5~20%,无碱玻璃纤维 5~40%。
本发明的玻纤增强聚碳酸酯组合物还可加入常规助剂,助剂添加的重量百 分比优选为总重量的0.5~10%。
所述的聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂,其相对分子质量MW为 12000~40000,优选20000~36000的范围,所述相对分子质量MW是采用 GPC(凝胶色谱法)测定的,以聚苯乙烯为标样校正,不同分子量的聚碳酸酯树 脂可以组合搭配使用。
所述的共聚聚酯为对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)中的一 种或两种与1,4-环己烷二甲酯(CHDM)或乙二醇(EG)中的一种或两种共聚合而 成的共聚物;所述共聚物为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯(简称PCT)、酸改 性PCT(简称PCTA)、醇改性的PCT(简称PCTG)或醇改性的聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PETG),例如美国DuPontTMPCT系列产品和Eastman公司Z- 聚酯系列产品,其中优选DuPontTMPCT系列产品。
所述的无碱玻璃纤维为经表面处理过的直径在6~14μm的长玻纤和短切 玻纤,短切玻纤长径比为3~30,其中优选短切玻纤。表面处理剂不限,可使 用环氧型、聚氨酯型或偶联型表面处理剂,如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝 酸酯偶联剂或它们的混合物。
所述的常规助剂为现在市场上公开销售的各类增韧剂、阻燃剂、抗静电剂、 抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、脱模剂、无机填充增强剂、白矿油或色粉(颜料) 中的一种或几种,以改善材料的其他性能,但以不损害材料上述特征性能为前 提。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
与现有技术相比,本发明的增强聚碳酸酯组合物的优点在于同时具有优良 的刚性和韧性,可弥补一般增强聚碳酸酯材料的刚性和韧性的不平衡性;此外, 还采用添加适量的共聚聚酯来改善材料的注塑流动性以及玻纤与基材的界面 相容性和粘附力,降低了薄壁制件或结构复杂制件的内应力和玻璃纤维外露, 从而从材质上明显改善了制件的翘曲和表面外观。本发明对原材料的选材上没 有很严格的要求,所用材料在市场上均有售,并且其对生产设备和工艺也没有 特别的限制和要求,可以通过常规的混合挤出设备和工艺生产。
具体实施方式
本部分内容用A1~A5表示对比例1~5,B1~B5表示实施例1~5。
按表1将除玻璃纤维外的各组分在高混机中混合2-3分钟,然后在230~ 260℃下挤出造粒,在这过程中通过侧喂的方式将长玻纤或短切玻纤按比例喂 入挤出机。切粒所得粒料经干燥后在280℃温度下注塑成标准样条,力学性能 根据ASTM标准测试,如表2所示。
翘曲变形度和外观判断采用企业内部自定测试方法进行:
(1)翘曲变形度测定方法:在相同的注塑工艺条件下将不同材料注塑成 长50cm×宽5cm×厚2.0cm的制件,在室温下放置24h后测量制件长中间线 位置处离水平面的距离。距离越大表明翘曲变形度越高,反之则越小。
(2)先将不同材料在同样的工艺条件下注塑成长8cm×宽5cm×厚2.5cm 的平板,首先进行(a)目测评判:眼睛观察平板表面玻纤流纹明显情况,玻 纤纹越明显则表明外观越差,并以好、中等、一般、差四个等级来评判;然后 采用(b)胶带粘附法:采用3M公司产同一型号强力胶带贴在平板相同位置 和表面积上,瞬间扯下后看胶带表面是否粘有玻纤,如有则记录胶带表面玻纤 根数。
表1实施例及比较例的组分和配比
(注:各组分之和为100%)
表2性能测试结果
从以上比较例和实施例的性能可以看出,本发明的玻纤增强聚碳酸酯组合 物具有更好的刚性和韧性,同时防翘曲性和外观均有明显的改善。因此,该组 合物可广泛应用于对表面外观要求高且同时需要良好刚性和韧性的薄壁注塑 件中。