本發(fā)明涉及應(yīng)用于空調(diào)領(lǐng)域的高分子材料領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(PC)是分子鏈中含有碳酸酯基化合物的總稱，通?？梢愿鶕?jù)其基團(tuán)的不同分為脂肪族型、脂肪族－芳香族型、芳香族型等，且以雙酚A型PC為主。PC的熔融溫度為280～310℃，熱分解溫度大于400℃，透明性和沖擊性能非常優(yōu)異。
空調(diào)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外觀要求越來(lái)越高，且更注重外觀和成本。目前擋風(fēng)板用ABS、聚碳酸酯、聚碳酸酯加纖材料或ABS加纖材料，普通ABS、聚碳酸酯由于比重較輕，收縮較大，擋風(fēng)效果不好，聚碳酸酯加纖由于浮纖不好控制，外觀達(dá)不到要求，流動(dòng)性差，成型困難。
因此，亟需解決表面浮纖、收縮尺寸，既保留了ABS、聚碳酸酯材料的光澤，又解決擋風(fēng)板重量、硬度和收縮問(wèn)題，本發(fā)明提供高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，能夠解決聚碳酸酯加纖后表面浮纖及加工過(guò)程中流動(dòng)性的問(wèn)題，又解決擋風(fēng)板重量、硬度和收縮問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，按重量份計(jì)算，其制備原料包括：
其中，所述改性短切玻璃纖維為短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚，所述改性聚苯硫醚為磺化聚苯硫醚接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺；所述磷酸酯包括磷酸三苯酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、雙酚A雙(二苯基磷酸酯)、間苯二酚雙-2，6-二甲苯基磷酸酯中一種或多種。
在一種實(shí)施方式中，按重量份計(jì)算，其制備原料包括：
在一種實(shí)施方式中，所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備原料還包括0.1～5份抗氧劑，所述抗氧劑包括羥基苯基苯并三唑、3-羥基-3-甲基-2-丁酮肟、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺中一種或多種。
在一種實(shí)施方式中，所述抗氧劑包括羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺。
在一種實(shí)施方式中，所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：(0.2～0.7)：(0.2～1.0)。
在一種實(shí)施方式中，所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：(0.3～0.5)：(0.2～0.7)。
在一種實(shí)施方式中，所述改性短切玻璃纖維粉的直徑為2～15μm。
在一種實(shí)施方式中，所述磺化聚苯硫醚的磺化度為1～10％。
在一種實(shí)施方式中，所述短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚的接枝率為1～5％。
本發(fā)明的另一方面提供了高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法，至少包括以下步驟：
(1)按照重量份數(shù)稱取各組分原料，將聚碳酸酯、一半重量份改性短切玻璃纖維、MBS增韌劑混合后，加入低速攪拌機(jī)中，于60～100℃下，攪拌1～2h；
(2)向步驟(1)中加入磷酸酯、剩下的改性短切玻璃纖維、抗氧劑和銳鈦型鈦白粉，繼續(xù)攪拌1～2h，得到混合物料；所述磷酸酯的加入方式為側(cè)喂料加注方式加入；
(3)將步驟(2)混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速為100～150r/min，溫度為180～250℃，同時(shí)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.02～0.08Mpa，熔融擠出造粒得到高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料。
參考以下詳細(xì)說(shuō)明更易于理解本申請(qǐng)的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
參選以下本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方法的詳述以及包括的實(shí)施例可更容易地理解本發(fā)明的內(nèi)容。除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說(shuō)明書(shū)中的定義為準(zhǔn)。
如本文所用術(shù)語(yǔ)“由…制備”與“包含”同義。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
連接詞“由…組成”排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此短語(yǔ)將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語(yǔ)“由…組成”出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時(shí)，其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開(kāi)了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開(kāi)了。例如，當(dāng)公開(kāi)了范圍“1至5”時(shí)，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí)，除非另外說(shuō)明，否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)討論對(duì)象，除非上下文中另外清楚地指明。“任選的”或者“任意一種”是指其后描述的事項(xiàng)或事件可以發(fā)生或不發(fā)生，而且該描述包括事件發(fā)生的情形和事件不發(fā)生的情形。
說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的近似用語(yǔ)用來(lái)修飾數(shù)量，表示本發(fā)明并不限定于該具體數(shù)量，還包括與該數(shù)量接近的可接受的而不會(huì)導(dǎo)致相關(guān)基本功能的改變的修正的部分。相應(yīng)的，用“大約”、“約”等修飾一個(gè)數(shù)值，意為本發(fā)明不限于該精確數(shù)值。在某些例子中，近似用語(yǔ)可能對(duì)應(yīng)于測(cè)量數(shù)值的儀器的精度。在本申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，范圍限定可以組合和/或互換，如果沒(méi)有另外說(shuō)明這些范圍包括其間所含有的所有子范圍。
此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞“一種”和“一個(gè)”對(duì)要素或組分的數(shù)量要求(即出現(xiàn)次數(shù))無(wú)限制性。因此“一個(gè)”或“一種”應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。
“聚合物”意指通過(guò)聚合相同或不同類型的單體所制備的聚合化合物。通用術(shù)語(yǔ)“聚合物”包含術(shù)語(yǔ)“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”與“共聚體”。
“共聚體”意指通過(guò)聚合至少兩種不同單體制備的聚合物。通用術(shù)語(yǔ)“共聚體”包括術(shù)語(yǔ)“共聚物”(其一般用以指由兩種不同單體制備的聚合物)與術(shù)語(yǔ)“三元共聚物”(其一般用以指由三種不同單體制備的聚合物)。其亦包含通過(guò)聚合四或更多種單體而制造的聚合物?！肮不煳铩币庵竷煞N或兩種以上聚合物通過(guò)物理的或化學(xué)的方法共同混合而形成的聚合物。
本發(fā)明的第一個(gè)方面提供了一種高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，按重量份計(jì)算，其制備原料包括：
其中，所述改性短切玻璃纖維為短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚，所述改性聚苯硫醚為磺化聚苯硫醚接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺；所述磷酸酯包括磷酸三苯酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、雙酚A雙(二苯基磷酸酯)、間苯二酚雙-2，6-二甲苯基磷酸酯中一種或多種。
在一種實(shí)施方式中，按重量份計(jì)算，其制備原料包括：
聚碳酸酯
聚碳酸酯綜合性能突出，是非常好的熱塑性工程塑料，具有良好的抗沖擊性能、耐蠕變性能，較高的剛性、彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，良好的耐熱性和耐寒性，電絕緣性好，耐潮，透光性可達(dá)到90％。聚碳酸酯具有較高的折射率，且耐沖擊性能佳，加工性能也好，無(wú)需添加劑就可以達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V-0阻燃級(jí)。
在一種實(shí)施方式中，所述聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，即2，2-(4-羥基苯基)丙烷聚碳酸酯。
改性短切玻璃纖維
玻璃的主要成分是二氧化硅以及鈉和鉀等一價(jià)氧化物、鋇等堿金屬的二價(jià)氧化物、鋁的三價(jià)氧化物等，經(jīng)研究證明玻璃纖維的結(jié)構(gòu)和玻璃的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上沒(méi)什么區(qū)別，玻璃是由二氧化硅的四面體組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)間的空隙由鈉離子填充，每一個(gè)四面體均由一個(gè)硅原子與其周圍的氧原子形成離子鍵，而不是直接聯(lián)到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上。
玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有以下明顯的特點(diǎn)：力學(xué)性能在不同程度上得到提高，如機(jī)械強(qiáng)度、耐疲勞強(qiáng)度、彈性模量、耐蠕變性能、減震性、破損安全性等；熱性能得到提高，如熱變形溫度增大、熱膨脹系數(shù)下降、熱傳導(dǎo)率增大；尺寸穩(wěn)定性得到提高，由于成型收縮率減小、受熱變形小，所以尺寸穩(wěn)定性好；成型加工性能得到了改善，縮短了成型加工周期；其它性能如硬度得到提高，吸水性降低，流動(dòng)性下降。
所述改性短切玻璃纖維的制備方法如下：
(1)磺化聚苯硫醚：將聚苯硫醚溶解在濃硫酸中，所述聚苯硫醚與所述濃硫酸的重量比為1：(7-15)，80℃-120℃下反應(yīng)5-10h后，降至室溫，倒入去離子水中，充分洗滌至中性后，過(guò)濾并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到磺化聚苯硫醚；
(2)磺化聚苯硫醚接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺：將上述得到磺化的聚苯硫醚、N-三羥甲基甲基丙烯酰胺溶解在多聚磷酸中，所述N-三羥甲基甲基丙烯酰胺、所述磺化聚苯硫醚、所述多聚磷酸的重量比為1：(1-2)：(10-15)，150℃下反應(yīng)5-10h后，降至室溫，倒入丙酮中，充分洗滌后，過(guò)濾并于真空烘箱中120℃下干燥16h，得到接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚；
(3)將上述得到的接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、乳化劑OP-10加入至純化水中，攪拌1h,然后加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷、短切玻璃纖維，所述接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、所述乳化劑OP-10、所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷、所述短切玻璃纖維的重量比為1：(0.1～0.3)：(0.5～1.0)：(5～10)，95℃下反應(yīng)5-10h后，降至室溫，倒入乙醇中，充分洗滌后，過(guò)濾并于真空烘箱中80℃下干燥12h。
磺化反應(yīng)是指向有機(jī)分子引入磺酸基(SO3H)、磺酸鹽基(如SO3Na)或磺酰鹵基(SO2X)的化學(xué)反應(yīng)，其中引入磺酰鹵基的反應(yīng)又可以定義為鹵磺化反應(yīng)。根據(jù)磺化反應(yīng)所引入的取代基，磺化反應(yīng)的產(chǎn)物可以是磺酸(RSO3H)、磺酸鹽(RSO3M，M為銨或金屬離子)或磺酰鹵(RSO2X)。根據(jù)磺酸基中硫原子和有機(jī)物分子中相連的原子不同，得到的產(chǎn)物可以是與碳原子相連的磺酸化合物(RSO3H)；與氧原子相連的硫酸酯(ROSO3H)；與氮原子相連的磺胺化合物(RNHSO3H)。
磺化劑的種類較多，反應(yīng)機(jī)理也不一樣。有的是親電反應(yīng)，如硫酸、三氧化硫、發(fā)煙硫酸等；有的是親核反應(yīng)，如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等；有的是自由基反應(yīng)，如二氧化硫與氯氣、二氧化硫與氧氣等。苯環(huán)上的磺化是親電反應(yīng)。首先是親電試劑進(jìn)攻苯環(huán)，生成碳正離子，然后失去一個(gè)質(zhì)子，生成苯磺酸或取代苯磺酸。
常用的磺化劑有三氧化硫、濃硫酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸。
三氧化硫是一種無(wú)色易升華固體，具有三種物相。使用三氧化硫作為磺化劑反應(yīng)速度快，設(shè)備容積小，并且不需要額外加熱。由于三氧化硫的活性大、反應(yīng)能力強(qiáng)，且不會(huì)生成水，三氧化硫的用量可以接近理論量，在磺化之后不需要濃縮廢酸，不用中和廢酸而產(chǎn)生多余的中性鹽，具有其它磺化劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。但是其缺點(diǎn)是磺化反應(yīng)放熱劇烈，容易導(dǎo)致底物分解或生成砜類等副產(chǎn)物，并且反應(yīng)物的粘度高，給傳熱帶來(lái)困難。
濃硫酸是一種具有高度腐蝕性的強(qiáng)礦物酸，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性、脫水性、強(qiáng)腐蝕性、難揮發(fā)性、酸性、吸水性。濃硫酸作為磺化劑時(shí)，發(fā)生的副反應(yīng)較少，但是磺化反應(yīng)的反應(yīng)速率較慢。每生成1mol磺化產(chǎn)物同時(shí)會(huì)生成1mol水，會(huì)使?jié)饬蛩岬臐舛认陆?，同時(shí)為了使磺化反應(yīng)順利進(jìn)行，需要加入過(guò)量的硫酸脫水。
發(fā)煙硫酸是三氧化硫溶于濃硫酸的產(chǎn)物，通常有兩種規(guī)格，即含游離三氧化硫?yàn)?0％-25％和60％-65％。這兩種發(fā)煙硫酸的凝固點(diǎn)低，常溫下為液體，便于使用和運(yùn)輸。發(fā)煙硫酸作為磺化劑時(shí)，反應(yīng)速度快，反應(yīng)溫度較低，同時(shí)具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物的作用過(guò)于劇烈，常伴有氧化，生成砜等副產(chǎn)品。此外，磺化后會(huì)產(chǎn)生水。
氯磺酸是一種無(wú)色或淡黃色的液體，具有辛辣氣味，在空氣中發(fā)煙，是硫酸的一個(gè)羥基被氯取代后形成的化合物。氯磺酸作為磺化劑使用時(shí)，反應(yīng)能力強(qiáng)，反應(yīng)條件溫和，得到的產(chǎn)品較純。副產(chǎn)物為氯化氫，可以在負(fù)壓下排出，有利于反應(yīng)完全進(jìn)行。缺點(diǎn)是價(jià)格較高，且分子量大，引入一個(gè)磺酸基的磺化劑用量見(jiàn)多。此外，反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化氫具有強(qiáng)腐蝕性。
在一種實(shí)施方式中，所述磺化反應(yīng)的磺化劑為濃硫酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸中一種或多種；優(yōu)選地，所述磺化劑為濃硫酸。
在一種實(shí)施方式中，所述磺化聚苯硫醚的磺化度為1～10％；優(yōu)選地，所述磺化聚苯硫醚的磺化度為4～7％。
在一種實(shí)施方式中，所述改性短切玻璃纖維粉的直徑為2～15μm；優(yōu)選地，所述改性短切玻璃纖維粉的直徑為4～13μm。
在一種實(shí)施方式中，所述短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚的接枝率為1～5％；優(yōu)選地，所述短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚的接枝率為3.2％。
現(xiàn)有技術(shù)中玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂的抗彎剛度,開(kāi)裂荷載和極限荷載,但是玻璃纖維為相對(duì)惰性的且難以與樹(shù)脂化學(xué)鍵結(jié)，無(wú)機(jī)玻璃通常經(jīng)由機(jī)械聯(lián)鎖或至多氫鍵結(jié)而鍵結(jié)至石膏基質(zhì),因此黏附力較強(qiáng)；聚苯硫醚具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐化學(xué)藥品性、難燃、熱穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，但是聚苯硫醚是一種結(jié)晶性的聚合物，具有很強(qiáng)的剛性結(jié)構(gòu)，故通過(guò)對(duì)聚苯硫醚將進(jìn)行磺化，引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)-磺酸基，改善聚苯硫醚在有機(jī)溶劑和水中的溶解性以及化學(xué)反應(yīng)活性；再在磺化聚苯硫醚上接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺，引入羥基和氨基，有利于改性聚苯硫醚在硅烷劑的作用下與玻璃纖維進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，改善了玻璃纖維的脆性和粘結(jié)力，解決聚碳酸酯加纖后表面浮纖等問(wèn)題。
磷酸酯
磷酸酯又稱正磷酸酯，是磷酸的酯衍生物，屬于磷酸衍生物的一類。磷酸為三元酸，因此根據(jù)取代烴基數(shù)的不同，又可將磷酸酯分為伯磷酸酯(磷酸一酯、烴基磷酸)、仲磷酸酯(磷酸二酯)和叔磷酸酯(磷酸三酯)。
在一種實(shí)施方式中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)。
MBS增韌劑
MBS(Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene)樹(shù)脂是甲基丙烯酸甲酯(M)，丁二烯(B)及苯乙烯(S)的三元共聚物，它具有典型的核-殼結(jié)構(gòu)。
MBS樹(shù)脂的生產(chǎn)過(guò)程是先以丁二烯和苯乙烯在水和乳化劑中進(jìn)行乳化，在引發(fā)劑的引發(fā)作用下進(jìn)行聚合，生產(chǎn)丁苯膠乳(SBR膠乳)，再加入苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯進(jìn)行乳液接枝聚合，得到MBS樹(shù)脂接枝膠乳(MBS樹(shù)脂膠乳)，最后經(jīng)過(guò)凝聚、脫水和干燥處理后得到MBS樹(shù)脂成品。
分散劑
分散劑用于減少水量和降低水粉比。
在一種實(shí)施方式中，所述分散劑為奈磺酸鹽。
在一種實(shí)施方式中，所述分散劑奈磺酸鹽為甲基奈磺酸鈉。
鈦白粉
鈦白粉(英文名稱：titanium dioxide)，主要成分為二氧化鈦(TiO2)的白色顏料。學(xué)名為二氧化鈦(titanium dioxide)，分子式為T(mén)iO2是一種多晶化合物，其質(zhì)點(diǎn)呈規(guī)則排列，具有格子構(gòu)造。
二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，是一種偏酸性的兩性氧化物。常溫下幾乎不與其他元素和化合物反應(yīng)，對(duì)氧、氨、氮、硫化氫、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于烯酸及無(wú)機(jī)酸、堿，只溶于氫氟酸。但在光作用下，鈦白粉可發(fā)生連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，具有光化學(xué)活性。二氧化鈦在自然界有三種結(jié)晶形態(tài)：金紅石型、銳鈦型和板鈦型。
在一種實(shí)施方式中，所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
銳鈦型鈦白粉屬于顏料級(jí)鈦白粉，具有遮蓋力強(qiáng)，著色力高，耐候性好等特點(diǎn)。
抗氧劑
抗氧劑是高分子制品(例如塑料、橡膠、涂料、合成纖維)的一種添加劑，它能屏蔽或吸收紫外線的能量，猝滅單線態(tài)氧及將氫過(guò)氧化物分解成非活性物質(zhì)等功能，使高分子聚合物在光的輻射下，能排除或減緩光化學(xué)反應(yīng)可能性，阻止或延遲光老化的過(guò)程，從而達(dá)到延長(zhǎng)高分子聚合物制品使用壽命的目的。
在一種實(shí)施方式中，所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備原料還包括0.1～5份抗氧劑，所述抗氧劑包括羥基苯基苯并三唑、3-羥基-3-甲基-2-丁酮肟(CAS號(hào)7431-25-6)、乙酰羥肟酸乙酯(CAS號(hào)10576-12-2)、N，2-二羥基苯甲酰胺(CAS號(hào)89-73-6)中一種或多種。
在一種實(shí)施方式中，所述抗氧劑包括羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺。
在一種實(shí)施方式中，所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：(0.2～0.7)：(0.2～1.0)。
在一種實(shí)施方式中，所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：(0.3～0.5)：(0.2～0.7)；優(yōu)選地，所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：0.36：0.47。
本發(fā)明的另一方面提供了高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法，至少包括以下步驟：
(1)按照重量份數(shù)稱取各組分原料，將聚碳酸酯、一半重量份改性短切玻璃纖維、MBS增韌劑混合后，加入低速攪拌機(jī)中，于60～100℃下，攪拌1～2h；
(2)向步驟(1)中加入磷酸酯、剩下的改性短切玻璃纖維、抗氧劑和銳鈦型鈦白粉，繼續(xù)攪拌1～2h，得到混合物料；所述磷酸酯的加入方式為側(cè)喂料加注方式加入；
(3)將步驟(2)混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速為100～150r/min，溫度為180～250℃，同時(shí)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.02～0.08Mpa，熔融擠出造粒得到高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料。
本發(fā)明通過(guò)接枝改性聚苯硫醚對(duì)玻璃纖維進(jìn)行改性，不僅增強(qiáng)了改性玻璃纖維與聚碳酸酯之間的粘結(jié)力、聚碳酸酯復(fù)合材料之間的鍵結(jié)力，也改善了玻璃纖維的脆性、耐磨性及聚碳酸酯復(fù)合材料的韌性和強(qiáng)度，進(jìn)而提高復(fù)合材料抗壓縮強(qiáng)度等性能以及復(fù)合材料的良好的加工性能。
本發(fā)明加入抗氧劑羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯和N，2-二羥基苯甲酰胺，極性基團(tuán)的引入，不僅提高了聚碳酸酯的耐候性，還提高了聚碳酸酯復(fù)合材料中改性短切玻璃纖維分子之間的化學(xué)鍵和力，進(jìn)一步改善聚碳酸酯加纖后表面浮纖的問(wèn)題。
另外，本發(fā)明在聚碳酸酯復(fù)合材料制備的過(guò)程中，混料采用低速間歇混料方式，避免高速混合短玻纖易起毛膨脹問(wèn)題，喂料穩(wěn)定；采用側(cè)喂料加磷酸酯方式，添加穩(wěn)定，解決傳統(tǒng)磷酸酯不穩(wěn)定、易結(jié)團(tuán)等技術(shù)問(wèn)題。
綜上所述，本發(fā)明通過(guò)改性短切玻璃纖維、加入抗氧劑羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯和N，2-二羥基苯甲酰胺、混料采用低速間歇混料方式及用側(cè)喂料加磷酸酯方式，解決表面浮纖、收縮尺寸，既保留了ABS、聚碳酸酯材料的光澤，又解決擋風(fēng)板重量、硬度和收縮問(wèn)題。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外，如果沒(méi)有其它說(shuō)明，所用原料都是市售的，購(gòu)于國(guó)藥化學(xué)試劑。
實(shí)施例1
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉；所述抗氧劑為羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺的混合物。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法如下：
(1)按照重量份數(shù)稱取各組分原料，將聚碳酸酯、一半重量份改性短切玻璃纖維、MBS增韌劑混合后，加入低速攪拌機(jī)中，于80℃下，攪拌2h；
(2)向步驟(1)中加入磷酸酯、剩下的改性短切玻璃纖維、抗氧劑和銳鈦型鈦白粉，繼續(xù)攪拌2h，得到混合物料；所述磷酸酯的加入方式為側(cè)喂料加注方式加入；所述抗氧劑中所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：0.36：0.47；
(3)將步驟(2)混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速為130r/min，溫度為210℃，同時(shí)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.05Mpa，熔融擠出造粒得到高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料；所述改性短切玻璃纖維粉的直徑為8μm。
所述改性短切玻璃纖維的制備方法如下：
(1)磺化聚苯硫醚：將聚苯硫醚溶解在濃硫酸中，所述聚苯硫醚與所述濃硫酸的重量比為1：8，90℃下反應(yīng)9h后，降至室溫，倒入去離子水中，充分洗滌至中性后，過(guò)濾并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到磺化聚苯硫醚；所述磺化聚苯硫醚的磺化度為5％；
(2)磺化聚苯硫醚接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺：將上述得到磺化的聚苯硫醚、N-三羥甲基甲基丙烯酰胺溶解在多聚磷酸中，所述N-三羥甲基甲基丙烯酰胺、所述磺化聚苯硫醚、所述多聚磷酸的重量比為1：1.2：12，140℃下反應(yīng)8h后，降至室溫，倒入丙酮中，充分洗滌后，過(guò)濾并于真空烘箱中120℃下干燥20h，得到接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚；
(3)將上述得到的接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、乳化劑OP-10加入至純化水中，攪拌1h,然后加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷、短切玻璃纖維，所述接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、所述乳化劑OP-10、所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷、所述短切玻璃纖維的重量比為1：0.22：0.7：8，90℃下反應(yīng)10h后，降至室溫，倒入乙醇中，充分洗滌后，過(guò)濾并于真空烘箱中80℃下干燥16h；所述短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚的接枝率為3.2％。
實(shí)施例2
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉，所述抗氧劑為羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺的混合物。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為磷酸三苯酯；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，所述抗氧劑為羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺的混合物。
實(shí)施例4
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉，所述抗氧劑為羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺的混合物。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述抗氧劑中所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：0.2：1.0。
實(shí)施例5
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述抗氧劑為羥基苯基苯并三唑。
實(shí)施例6
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述抗氧劑為乙酰羥肟酸乙酯。
實(shí)施例7
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述抗氧劑為N，2-二羥基苯甲酰胺。
實(shí)施例8
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述改性短切玻璃纖維的制備方法中所述接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、所述乳化劑OP-10、所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷、所述短切玻璃纖維的重量比為1：0.3：1.0：10。
實(shí)施例9
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法及所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述改性短切玻璃纖維的制備方法中所述接枝N-三羥甲基甲基丙烯酰胺的磺化聚苯硫醚、所述乳化劑OP-10、所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷、所述短切玻璃纖維的重量比為1：0.22：0.5：5。
對(duì)比例1
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述改性短切玻璃纖維為短切玻璃纖維接枝磺化聚苯硫醚。
所述改性短切玻璃纖維的制備方法如下：
(1)磺化聚苯硫醚：將聚苯硫醚溶解在濃硫酸中，所述聚苯硫醚與所述濃硫酸的重量比為1：8，90℃下反應(yīng)9h后，降至室溫，倒入去離子水中，充分洗滌至中性后，過(guò)濾并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到磺化聚苯硫醚；所述磺化聚苯硫醚的磺化度為5％；
(2)將上述得到的磺化聚苯硫醚、乳化劑OP-10加入至純化水中，攪拌1h,然后加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷、短切玻璃纖維，所述磺化聚苯硫醚、所述乳化劑OP-10、所述3-氨基丙基三甲氧基硅烷、所述短切玻璃纖維的重量比為1：0.22：0.7：8，90℃下反應(yīng)10h后，降至室溫，倒入乙醇中，充分洗滌后，過(guò)濾并于真空烘箱中80℃下干燥16h；所述短切玻璃纖維接枝改性聚苯硫醚的接枝率為2.2％。
對(duì)比例2
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別在于所述改性短切玻璃纖維為短切玻璃纖維。
對(duì)比例3
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料，其制備原料包括：
其中，所述磷酸酯為雙酚A雙(二苯基磷酸酯)；所述分散劑為甲基奈磺酸鈉；所述鈦白粉為銳鈦型鈦白粉。
所述改性短切玻璃纖維的制備方法同實(shí)施例1。
所述高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料的制備方法如下：
(1)按照重量份數(shù)稱取各組分原料，將聚碳酸酯、一半重量份改性短切玻璃纖維、MBS增韌劑混合后，加入高速攪拌機(jī)中，于80℃下，攪拌2h；
(2)向步驟(1)中加入磷酸酯、剩下的改性短切玻璃纖維、抗氧劑和銳鈦型鈦白粉，繼續(xù)攪拌2h，得到混合物料；所述磷酸酯的加入方式為側(cè)喂料加注方式加入；所述抗氧劑中所述羥基苯基苯并三唑與所述乙酰羥肟酸乙酯、所述N，2-二羥基苯甲酰胺的重量比為1：0.36：0.47；
(3)將步驟(2)混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)，控制螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min，溫度為210℃，同時(shí)對(duì)機(jī)筒進(jìn)行抽真空處理，真空度為0.05Mpa，熔融擠出造粒得到高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料；所述改性短切玻璃纖維粉的直徑為8μm。
性能測(cè)試
1、拉伸強(qiáng)度：按照ISO-527/2進(jìn)行測(cè)定。
2、斷裂伸長(zhǎng)率：按照ISO-527/2進(jìn)行測(cè)定。
3、缺口沖擊強(qiáng)度：按照ISO-180進(jìn)行測(cè)定。
4、彎曲強(qiáng)度：按照ISO-178進(jìn)行測(cè)定。
5、流動(dòng)性：將高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料丸粒在80℃下干燥5h，接著使用注射成型機(jī)(Cycap M-2.75T合模壓力)在300℃氣缸溫度和80℃成型溫度和150MPa注射壓力下注射成型：測(cè)量1mm厚和20mm寬的桿-流動(dòng)長(zhǎng)度，并計(jì)算10次注塑量的平均值。
6、“浮纖”現(xiàn)象：觀察成型材料表面是否出現(xiàn)白色的玻璃纖維。
7、光澤度：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2813，DH-086系列鏡向光澤度儀進(jìn)行測(cè)量。
8、洛氏硬度：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/DLS6508.1-2004，采用數(shù)字洛氏硬度儀(型號(hào):600MRD)進(jìn)行測(cè)量。
表1性能測(cè)試結(jié)果
從上述測(cè)試結(jié)果中可以看出，與未改性的短切玻璃纖維，加入抗氧劑羥基苯基苯并三唑、乙酰羥肟酸乙酯、N，2-二羥基苯甲酰胺中一種，混料采用高速間歇混料方式的實(shí)施例相比，本發(fā)明提供高光聚碳酸酯加纖復(fù)合材料具有高光澤、重量輕、硬度高、收縮能力強(qiáng)的優(yōu)異性能且無(wú)表面浮纖現(xiàn)象。
前述的實(shí)例僅是說(shuō)明性的，用于解釋本發(fā)明所述方法的一些特征。所附的權(quán)利要求旨在要求可以設(shè)想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現(xiàn)的實(shí)施例僅是根據(jù)所有可能的實(shí)施例的組合的選擇的實(shí)施方式的說(shuō)明。因此，申請(qǐng)人的用意是所附的權(quán)利要求不被說(shuō)明本發(fā)明的特征的示例的選擇限制。在權(quán)利要求中所用的一些數(shù)值范圍也包括了在其之內(nèi)的子范圍，這些范圍中的變化也應(yīng)在可能的情況下解釋為被所附的權(quán)利要求覆蓋。