CN103044887A - Pc复合材料、其制备方法和应用 - Google Patents

Pc复合材料、其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明适用于工程塑料领域，提供了一种PC复合材料、其制备方法和应用。该PC复合材料包括聚碳酸酯、PMMA-PBA核壳共聚物。本发明PC复合材料，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，具有良好的光扩散效果及良好的韧性。本发明PC复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，实现所制备的PC复合材料具有良好的光扩散效果和增韧效果。

Description

PC复合材料、其制备方法和应用
技术领域
本发明属于工程塑料领域，尤其涉及一种PC复合材料、其制备方法和应用。
背景技术
在LED照明逐渐被市场接受的过程中，关于灯罩的问题一直都困扰着灯具生产厂商。既要有高的透光率做前提，同时又要做到具有相当的光扩散率和良好的光源隐蔽性。最初所采用玻璃用来生产灯罩，玻璃的问题是易碎，而且光的扩散效果也不是很好，很难达到照明要求。后来逐渐的发展到用树脂来代替玻璃，透明树脂中加入与树脂基体折射率不同的光扩散剂即可由于光线在界面处的折射而达到雾化的效果。PC树脂透明度很好，常被用来做LED的灯罩,由于对灯罩的透光度要求高，一般增韧剂无法使用，而常用的光扩散剂没有增韧效果，PC在经过双螺杆挤出之后韧性下降，因而光扩散的PC灯罩普遍存在的韧性不足的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种PC复合材料，解决现有技术中PC复合材料用作灯罩时韧性不足的技术问题；及该PC复合材料制备方法和应用。
本发明是这样实现的，
一种PC复合材料，包括如下重量百分比的组分：
聚碳酸酯              95-99%
光扩散剂              0.5-4%
润滑剂和/或抗氧剂     0.1-1%
所述光扩散剂为PMMA-PBA核壳共聚物。
以及，
上述PC复合材料制备方法，包括如下步骤：
按配比提供所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂；
将所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂混合，得到混合物；
将所述混合物熔融挤出，得到PC复合材料。
本发明进一步提供上述PC复合材料在的灯罩中的应用。
本发明PC复合材料，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，由于抗冲光扩散剂与PC树脂基体的折射率不同，再二者的界面处会发生折射，同时抗冲光扩散剂自身又是由不同的材料组成，光线在抗冲光扩散剂内部又会进一步造成折射，从而达到良好的光扩散效果；另外由于PBA单体的Tg较低，在室温下呈橡胶态，对PC树脂基体具有增韧效果，从而使得材料具有良好的韧性。本发明PC复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，实现所制备的PC复合材料具有良好的光扩散效果和增韧效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种PC复合材料，包括如下重量百分比的组分：
聚碳酸酯              95-99%
光扩散剂              0.5-4%
润滑剂和/或抗氧剂     0.1-1%
所述光扩散剂为PMMA-PBA核壳共聚物。
具体地，该PC树脂，为双酚A型芳香族聚碳酸酯，熔融指数为7-20g/10min（300℃/1.2kg）。
该抗冲光扩散剂，其成分为PMMA-PBA核壳共聚物，外层壳体为PMMA，内层核体为PBA，粒径为1-3μm，其中交联内核PBA含量为20-40%。
所述的抗冲光扩散剂为通过以下步骤制备而得
按重量份称取下列物品：单体丙烯酸丁酯（BA）为10份，单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）为15-40份，单体二甲基丙烯酸1,6-己二酸酯为1-2份，引发剂为0.1-0.3份，乳化剂为0.1-0.5份，去离子水为100-400份，引发剂用去离子水配成质量百分数为5%的水溶液备用。其中引发剂为水溶性引发剂，如AIBA等，乳化剂为阴离子乳化剂（如十二烷基磺酸钠，壬基酚聚氧乙烯醚等）或非离子乳化剂（如OP-10）或二者的复配。
将去离子水，乳化剂，BA，单体二甲基丙烯酸1,6-己二酸酯加入反应器，机械搅拌700-2000r/min，40-55℃乳化20-40min，升温至65-70℃，搅拌100-350r/min,，滴加引发剂，15-30min滴加完成，保温2-4h。保持温度和搅拌速度不变，滴加单体MMA，在1-3h内滴加完成，保温2-6h。上述产品经喷雾干燥得到抗冲光扩散剂。
该抗氧剂为酚类抗氧剂如：1076；润滑剂包括白矿油和改性硬脂酰胺类。
本发明PC复合材料，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，由于抗冲光扩散剂与PC树脂基体的折射率不同，再二者的界面处会发生折射，同时抗冲光扩散剂自身又是由不同的材料组成，光线在抗冲光扩散剂内部又会进一步造成折射，从而达到良好的光扩散效果；另外由于PBA单体的Tg较低，在室温下呈橡胶态，对PC树脂基体具有增韧效果，从而使得材料具有良好的韧性。
本发明实施例进一步提供上述PC复合材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S01，提供原料：
按配比提供所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂；
步骤S02，混合：
将所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂混合，得到混合物；
步骤S03，熔融挤出：
将所述混合物熔融挤出，得到PC复合材料。
具体地，步骤S01中，该聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂和前述的相同，在此不重复阐述。步骤S01中，该PC树脂为经过干燥后的PC树脂，干燥方法没有限制，例如，干燥箱中于120℃下烘干4小时。
步骤S02中，将聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂置于高速混炼机中，搅拌5-20min，使原料与助剂混合均匀，得到混合物；
步骤S03中，熔融挤出的设备为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，熔融挤出的工艺条件为：
一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
本发明PC复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产，通过使用PMMA-PBA核壳共聚物作为光扩散剂，实现所制备的PC复合材料具有良好的光扩散效果和增韧效果。
本发明实施例进一步提供上述PC复合材料在灯罩中的应用。
以下结合具体实施例对上述PC复合材料制备方法进行详细阐述。
实施例1
称取物料：PC树脂99%，抗冲光扩散剂0.5％，抗氧剂0.2％，润滑剂0.3%。将PC树脂在干燥箱中于120℃下烘干4小时，加入抗冲改性剂，抗氧剂，润滑剂，在高速混合机中400r/min混合15min，经双螺杆挤出机挤出造粒，双螺杆工艺参数为：一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
挤出造粒完成后将所得粒子于120℃烘干4小时，部分用于注射ASTM标准样条，对材料进行机械性能测试，部分注射1mm和2mm厚的平板用于测试透光率及雾度。
实施例2
称取物料：PC树脂98%，抗冲光扩散剂1％，抗氧剂0.4％，润滑剂0.6%。其他步骤同实施例1。
实施例3
称取物料：PC树脂97%，抗冲光扩散剂2%，抗氧剂0.6%，润滑剂0.4%。其他步骤同实施例1。
实施例4
称取物料：PC树脂95.5％，抗冲光扩散剂4％，抗氧剂0.2％，润滑剂0.3%。其他步骤同实施例1。
对比例1
称取物料：PC树脂99%，普通有机硅类光扩散剂0.5％，抗氧剂0.2％，润滑剂0.3%。其他步骤同实施例1。
对比例2
称取物料：PC树脂97%，普通亚克力型光扩散剂2%，抗氧剂0.2%，润滑剂0.3%。其他步骤同实施例1。
测试结果如下表所示：
Figure BDA00002660385800051
Figure BDA00002660385800061
通过以上实施例及对比例可以发现制备的高抗冲具备适宜的透光度，雾度，冲击强度较高，具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PC复合材料，包括如下重量百分比的组分：
聚碳酸酯              95-99%
光扩散剂              0.5-4%
润滑剂和/或抗氧剂     0.1-1%
所述光扩散剂为PMMA-PBA核壳共聚物。
2.如权利要求1所述的PC复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数为7-20g/10min。
3.如权利要求1所述的PC复合材料，其特征在于，所述光扩散剂粒径为1-3微米。
4.如权利要求1所述的PC复合材料，其特征在于，所述PMMA-PBA核壳共聚物以PBA为核，以PMMA为壳。
5.如权利要求1所述的PC复合材料，其特征在于，所述PMMA-PBA核壳共聚物中，PBA的重量百分比为20-40%。
6.如权利要求1所述的PC复合材料制备方法，包括如下步骤：
按配比提供所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂；
将所述聚碳酸酯、润滑剂和/或抗氧剂、光扩散剂混合，得到混合物；
将所述混合物熔融挤出，得到PC复合材料。
7.如权利要求6所述的PC复合材料制备方法，其特征在于，所述熔融挤出工艺条件为：
一区180-220℃，二区220-240℃，三区240-260℃，四区240-260℃，五区220-240℃，六区210-230℃，七区200-200℃，八区220-240℃，模头温度250-270℃，转速为300-450r/min。
8.如权利要求1-5任一项所述的PC复合材料在灯罩中的应用。
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