本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種高遮光率pc/gf復(fù)合材料及其制備方法及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚碳酸酯(簡(jiǎn)稱pc)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機(jī)械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長(zhǎng)速度最快的通用工程塑料。pc工程塑料的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。pc密度低、容易加工成型，是一種性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛的工程塑料,其透光率可達(dá)90％以上。苯乙烯-丙烯腈共聚物(san)是一種透明的無(wú)定形高分子材料，與pc間的相容性以及對(duì)聚碳酸酯力學(xué)性能的影響已有大量的研究，并取得了許多有意義的成果。但pc/san體系光學(xué)性能的研究相對(duì)較少。常用作與之匹配的光散射劑主要有無(wú)機(jī)顆粒，如二氧化硅、碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸鋇等，或者有機(jī)散射體粒子，如丙烯酸酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、苯乙烯樹脂等。但無(wú)機(jī)顆粒與基體材料的相容性差，不易均勻分散在基體材料中，且無(wú)機(jī)粒子的加入會(huì)造成材料透光率的大幅度下降，并劣化聚碳酸酯的其他物理性能；聚碳酸酯材料本身存在缺口敏感的缺點(diǎn)，加入較多量的無(wú)機(jī)散射粒子后，會(huì)形成較多的應(yīng)力集中點(diǎn)，缺口敏感性增加，使材料的性能劣化；無(wú)機(jī)散射粒子在樹脂中分散不良，會(huì)形成較多的麻點(diǎn)等外觀不良而有機(jī)光散射粒子與基體的相容性較好，雖然在提高材料霧度的同時(shí)也會(huì)造成透光率的下降，但下降幅度較無(wú)機(jī)顆粒小得多，其缺點(diǎn)在于常規(guī)有機(jī)光散射粒子的價(jià)格較高，大幅度增加了光散射材料的生產(chǎn)成本。因此如何克服這些問題，是共混法制備光散射材料的研究方向之一。玻璃纖維(gf)是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通?？杉又翉?fù)合材料中以增強(qiáng)材料的物理機(jī)械性能。目前，已有大量玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料的研究，但針對(duì)于遮光率高的聚碳酸酯玻璃纖維符合材料研究較少，無(wú)法充分發(fā)揮聚碳酸酯玻璃纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于提供高遮光率pc/gf復(fù)合材料，在保持良好的物理性能前提下，具有良好遮光率的特點(diǎn)。并提供這種高遮光率pc/gf復(fù)合材料的制作方法。本發(fā)明通過(guò)如下方案實(shí)現(xiàn)此目的：一種高遮光率pc/gf復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于：包括以下質(zhì)量份計(jì)組分組成：聚碳酸酯100份；丙烯腈-苯乙烯共聚物5-30份；玻璃纖維8-18份；二氧化鈦2-10份；抗氧劑0.2-1份；增韌劑2-5份；光穩(wěn)定劑0.2-1.2份；阻燃劑0.1-2份；季戊四醇硬脂酸脂0.1-1份。優(yōu)選的，還包括色料，色料按質(zhì)量份計(jì)為0.1-3份。優(yōu)選的，色料包括群青藍(lán)色粉、氧化鐵紅色粉、炭黑。優(yōu)選的，阻燃劑為含磷雜菲結(jié)構(gòu)磷酸酯阻燃劑。優(yōu)選的，光穩(wěn)定劑為苯并三唑類紫外光吸收劑或受阻胺光穩(wěn)定劑。一種高遮光率pc/gf復(fù)合材料及其制備方法的制備方法，包括以下步驟：1)稱取適量聚碳酸酯；丙烯腈-苯乙烯共聚物；玻璃纖維；二氧化鈦；抗氧劑；增韌劑；光穩(wěn)定劑；阻燃劑；季戊四醇硬脂酸脂；2)將聚碳酸酯、二氧化鈦、玻璃纖維、置于110℃烘箱內(nèi)，丙烯腈-苯乙烯共聚物置于80℃烘箱內(nèi)，干燥4-12h，干燥后密封備用；3)將聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、二氧化鈦、抗氧劑、增韌劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、季戊四醇硬脂酸脂在高速混合機(jī)中混合3-5min；將玻璃纖維加入至高速混合機(jī)2min；轉(zhuǎn)速為1150rpm；4)混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，在轉(zhuǎn)速400rpm,240℃-290℃溫度下熔融混煉至少2min,5)混煉后擠出經(jīng)水槽冷卻,水槽溫度為65℃，冷卻后造粒包裝。優(yōu)選的，若需要產(chǎn)品帶有其他顏色，在步驟3)中加入相應(yīng)的色粉。本發(fā)明具有以下有益效果：聚碳酸酯材料使用玻璃纖維增強(qiáng)后，得益于玻璃纖維的高強(qiáng)度、高彈性模量，使得復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度有極大提高；本發(fā)明同時(shí)采用有機(jī)散射粒子、無(wú)機(jī)散射粒子，以在較低成本前提下達(dá)到較好的機(jī)械性能以及遮光率；此外，將加入光穩(wěn)定劑以提高復(fù)合材料的耐候性。聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物是非完全相容體系，二者的共混物可以形成光散射材料需要的內(nèi)部非均一結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地闡述，應(yīng)當(dāng)理解的是，具體實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何限定。實(shí)施例1：聚碳酸酯玻璃纖維復(fù)合材料的制備1)按比例稱量所需原料；2)將聚碳酸酯置于110℃烘箱中干燥24h，丙烯腈-苯乙烯共聚物置于80℃烘箱中干燥4h、二氧化鈦置于110℃烘箱中干燥12h、玻璃纖維置于110℃烘箱內(nèi)干燥12h，干燥后放置于真空密封機(jī)密封備用；3)將聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、抗氧劑、增韌劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、季戊四醇硬脂酸脂在高速混合機(jī)中混合3-5min，隨后將玻璃纖維加入至高速混合機(jī)中混合2min；轉(zhuǎn)速為1150rpm；4)混合均勻后送入雙螺桿擠出機(jī)中，在轉(zhuǎn)速400rpm,溫度240℃-290℃下熔融混煉至少2min；5)混煉后擠出經(jīng)水槽冷卻，水槽溫度為65℃；6)冷卻后將其引入切粒機(jī)，切粒機(jī)以650rpm切粒；7)切粒后收集粒料，檢測(cè)包裝即得成品。實(shí)施例1的原料配比如表1所示，以質(zhì)量份計(jì)；表1：材料種類/質(zhì)量份配方1配方2配方3配方4配方5配方6聚碳酸酯100100100100100100玻璃纖維811.514.61880二氧化鈦5121926260丙烯腈-苯乙烯共聚物3021.613.35300抗氧劑10.20.20.20.20.2增韌劑43.93.93.952光穩(wěn)定劑0.20.20.20.21.21.2阻燃劑0.10.10.10.11.21.2季戊四醇硬脂酸脂0.70.70.70.710.1其中，配方6制品為對(duì)比例，用于比較本發(fā)明所述復(fù)合材料的性能。本發(fā)明使用原料可使用市售的符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的任意產(chǎn)品。聚碳酸酯使用lgdow201-22型號(hào)雙酚a型聚碳酸酯；丙烯腈-苯乙烯共聚物使用臺(tái)化寧波nf-2200型號(hào)的丙烯腈-苯乙烯共聚物；二氧化鈦為金紅石晶型二氧化鈦；玻璃纖維為短切玻璃纖維，需長(zhǎng)度≤12mm，以6-8mm效果較佳；抗氧劑可使用抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑626、抗氧劑168，其中抗氧劑1076配合抗氧劑168以1：2比例混用效果較佳；增韌劑優(yōu)先選用kt-30；光穩(wěn)定劑優(yōu)先選用受阻胺光穩(wěn)定劑；阻燃劑優(yōu)先選用含磷雜菲結(jié)構(gòu)磷酸酯阻燃劑；色粉在本發(fā)明中用于制品上色，并不對(duì)機(jī)械性能、光學(xué)性能具有顯著影響，根據(jù)實(shí)際需求在配方中添加合適顏色的色粉種類即可，如需藍(lán)色外觀可添加群青，紅色外觀添加氧化鐵，黑色、不同灰度的灰色外觀添加炭黑，當(dāng)不添加其他種類的色粉由于添加了二氧化鈦會(huì)呈現(xiàn)白色。實(shí)施例2：復(fù)合材料的性能測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表2；表2：材料性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)單位配方1配方2配方3配方4配方5配方6拉伸強(qiáng)度iso527mpa647167586168斷裂伸長(zhǎng)率iso527％1059598101104110彎曲強(qiáng)度iso178mpa10812411510684102缺口沖擊強(qiáng)度iso179-2kj/m2284238342862洛氏硬度iso2039-2r-scale108124126122981221.0mm透光率gb/t2410％181415201287根據(jù)表1所示力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果可知，配方2或配方3的綜合力學(xué)性能較好，與純聚碳酸酯相比，本復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度較低，因?yàn)殡S著玻璃纖維和二氧化鈦的含量增加，其缺口沖擊強(qiáng)度會(huì)顯著降低。雖其余力學(xué)性能也會(huì)隨著丙烯腈-苯乙烯共聚物、二氧化鈦的含量而降低，但由于玻璃纖維具有優(yōu)秀的補(bǔ)強(qiáng)能力，其余力學(xué)性能與純聚碳酸酯相比相差不大甚至略微增加。另外，可見純聚碳酸酯的透光率極高，隨著二氧化鈦或丙烯腈-苯乙烯共聚物的加入量的增加，復(fù)合材料的透光度急劇降低，但同時(shí)其力學(xué)性能也降低。因此，綜上所述，以配方2或配方3為例，本發(fā)明所述的聚碳酸酯玻璃纖維復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能，良好的光屏蔽效果。當(dāng)前第1頁(yè)12