一种低浮纤长玻纤、包含该长玻纤的聚碳酸酯复合材料

摘要

本发明公开一种低浮纤长玻纤采用升温、降温的工艺，配合醋酸镁和六亚甲基四胺对长玻纤改性，提高长玻纤对聚碳酸酯材料的相容性，消除长玻纤与聚碳酸酯材料因流动性、密度等差异造成的浮纤问题，可使长玻纤均匀、稳定地存在于聚碳酸酯材料中，最终有效地提高所制得的聚碳酸酯复合材料的力学性能。本发明同时提供一种高抗冲聚碳酸酯复合材料，该材料具有优异的抗冲性能，且表面光滑无浮纤，尤其适用于制备汽车零部件、电子产品外壳等产品。

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体一种低浮纤长玻纤、包含该长玻纤的聚碳酸酯复 合材料及其制备方法。

背景技术

长玻璃纤维增强粒料指的是纤维单向排布的粒料,其纤维长度与粒料长度相等, 一般大于5mm。在国内，长玻纤的研究仍处于起步阶段，长玻纤一般用于改善高分子材料的 力学性能。聚碳酸酯是一种用途广泛的通用塑料，优点在于密度低、价格便宜，并具有优良 的耐化学腐蚀性、较好的机械性能、突出的耐折叠性和良好的成型加工性能。

长玻纤增强聚碳酸酯材料是具有高强度，高抗冲击性能，尺寸稳定好，是一种“强 而韧”的材料，聚碳酸酯在添加玻璃纤维增强后，大大提高其机械性能、耐热型和尺寸稳定 性。在实际应用中可以以塑代钢和取代增强工程塑料，满足轻武器包装箱、汽车领域、家电 等领域使用要求。但现有的长玻纤材料用于增强聚碳酸酯时，容易出现浮现现象。浮纤”现 象是玻纤外露造成的，白色的玻纤在塑料熔体充模流动过程中浮露于外表，待冷凝成型后 便在塑件表面形成放射状的白色痕迹，当塑件为黑色时会因色泽的差异加大而更加明显。 对于绝大部分外观制件来说，产品表面必须浮纤少，而且在使用过程中抗冲击性好和耐跌 落性强。而现有的技术还不能满足制件的需要。尤其是长玻纤，由于其密度、流动性与聚碳 酸酯树脂相比具有更大的差别，在材料制备时更容易与聚碳酸酯分离而浮于表面，不但导 致其增强聚碳酸酯力学性能的目的无法实现，更加容易导致所获得的聚碳酸酯复合材料局 部长玻纤含量过高而抗冲击性能过低。用这种材料生产的产品可靠性降低，甚至不如普通 的聚碳酸酯材料。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种低浮纤的长玻纤。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种低浮纤长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤80-110份；

醋酸镁0.01-0.08份；

六亚甲基四胺10-40份。

进一步的，所述无碱连续玻纤长度为6-12mm，直径为11-20μm；

进一步的，所述低浮纤长玻纤的制备方法为将无碱连续玻纤加入水中加热至80-100 ℃，投入温度为2-3℃的水中，加入醋酸镁和六亚甲基四胺，保温1-5min，干燥后获得所述低 浮纤长玻纤。

本发明中，无碱长玻纤、醋酸镁、六亚甲基四胺均可选用现有技术制成。

醋酸镁为无色单斜晶体，易潮解。溶于水，水溶液通常为中性或弱酸性。在空气中 易潮解，加热脱水。用作试剂、医药、催化剂等。可由碳酸镁与乙酸反应制得。六亚甲基四胺 主要用作树脂和塑料的固化剂、氨基塑料的催化剂和发泡剂、橡胶硫化的促进剂（促进剂 H）、纺织品的防缩剂等。本发明中，醋酸镁和六亚甲基四胺些小，可以有效提高长玻纤与聚 碳酸酯材料的相容性，在制备聚碳酸酯复合材料时，无需经过其他特殊处理便可使长玻纤 与聚碳酸酯等其他材料混熔，不易发生结团、上浮等问题，长玻纤均匀地分布在所制成的聚 碳酸酯复合材料之中，有效提高聚碳酸酯复合材料的力学性能。尤其是用这种聚碳酸酯复 合材料进行注塑生产汽车零部件、家电外壳，产品表面光滑、无浮纤，产品强韧且高抗冲，具 有较高的实用价值。特别要指出的是，一旦醋酸镁或六亚甲基四胺不存在，所制得的长玻纤 材料上述低浮纤的性能即发生降低或消失。本发明的长玻纤可选用任一种是现有技术产品 实现。特别的，本发明提供的制备方法可以进一步提高长玻纤的低浮纤性能。

本发明同时提供一种包含上述低浮纤长玻纤的的聚碳酸酯复合材料，其原料按重 量计包括：

低浮纤长玻纤10-20份；

聚碳酸酯80-130份；

抗氧剂0.1-0.7份；

乙撑双硬脂酰胺1-4份。

上述原料均可选用现有技术实现。抗氧剂可优选抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂 627。这几种抗氧剂与本发明的低浮纤长玻纤有较高的相容性。乙撑双硬脂酰胺可进一步提 高长玻纤与聚碳酸酯材料在注塑时的相容性，降低注塑工件表面的浮纤。

本发明采用升温、降温的工艺，配合过氧化氢和硝酸钾对长玻纤改性，提高长玻纤 对聚碳酸酯材料的相容性，消除长玻纤与聚碳酸酯材料因流动性、密度等差异造成的浮纤 问题，可使长玻纤均匀、稳定地存在于聚碳酸酯材料中，最终有效地提高所制得的聚碳酸酯 复合材料的力学性能。本发明同时提供一种聚碳酸酯复合材料，该材料具有优异的抗冲性 能，且表面光滑无浮纤，尤其适用于制备汽车零部件、电子产品外壳等产品。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

本实施例提供一种低浮纤长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤95份；

醋酸镁0.06份；

六亚甲基四胺25份。

本实施例优选的，所述无碱连续玻纤长度为10mm，直径为15μm；

优选的，所述低浮纤长玻纤的制备方法为将无碱连续玻纤加入水中加热至90℃，投入 温度为3℃的水中，加入醋酸镁和六亚甲基四胺，保温5min，干燥后获得所述低浮纤长玻纤。

本实施例还提供一种低浮纤长玻纤的聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

低浮纤长玻纤15份；

聚碳酸酯100份；

抗氧剂0.6份；

乙撑双硬脂酰胺3份。

本实施例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

实施例2

本实施例提供一种低浮纤长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤110份；

醋酸镁0.01份；

六亚甲基四胺40份。

本实施例优选的，所述无碱连续玻纤长度为5mm，直径为10μm；

优选的，所述低浮纤长玻纤的制备方法为将无碱连续玻纤加入水中加热至80-100℃， 投入温度为2-3℃的水中，加入醋酸镁和六亚甲基四胺，保温1-5min，干燥后获得所述低浮 纤长玻纤。

本实施例还提供一种低浮纤长玻纤的聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

低浮纤长玻纤10份；

聚碳酸酯130份；

抗氧剂0.1份；

乙撑双硬脂酰胺4份。

本实施例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

实施例3

本实施例提供一种低浮纤长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤80份；

醋酸镁0.08份；

六亚甲基四胺10份。

本实施例优选的，所述无碱连续玻纤长度为12mm，直径为11μm；

优选的，所述低浮纤长玻纤的制备方法为将无碱连续玻纤加入水中加热至100℃，投入 温度为2℃的水中，加入醋酸镁和六亚甲基四胺，保温5min，干燥后获得所述低浮纤长玻纤。

本实施例还提供一种低浮纤长玻纤的聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

低浮纤长玻纤20份；

聚碳酸酯80份；

抗氧剂0.7份；

乙撑双硬脂酰胺1份。

本实施例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

实施例4

本实施例提供一种低浮纤长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤90份；

醋酸镁0.05份；

六亚甲基四胺30份。

本实施例优选的，所述无碱连续玻纤长度为8mm，直径为14μm；

优选的，所述低浮纤长玻纤的制备方法强各原料投入100℃的热水中保持20Min，干燥 获得成品。

本实施例还提供一种低浮纤长玻纤的聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

低浮纤长玻纤11份；

聚碳酸酯120份；

抗氧剂0.7份；

乙撑双硬脂酰胺4份。

本实施例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

对比例1

本对比例提供一种长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤110份；

硫酸镁0.08份；

六亚甲基四胺40份。

本对比例优选的，所述无碱连续玻纤长度为12mm，直径为20μm。

本对比例还提供一种聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

上述长玻纤10份；

聚碳酸酯100份；

抗氧剂0.3份；

乙撑双硬脂酰胺2份。

本对比例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

对比例2

本对比例提供一种长玻纤，其原料按重量计包括：

无碱连续玻纤85份；

醋酸镁0.07份；

苯甲胺30份。

本对比例优选的，所述无碱连续玻纤长度为6mm，直径为11μm。

本对比例还提供一种聚碳酸酯复合材料，其原料按重量计包括：

上述长玻纤20份；

聚碳酸酯130份；

抗氧剂0.7份；

乙撑双硬脂酰胺4份。

本对比例的聚碳酸酯复合材料选用现有技术的共混法制成。

复合材料的力学性能通过测试所得的拉伸强度判断，材料的抗冲击性通过两种方 法表征，一种是通过测试材料的缺口冲击强度和无缺口冲击强度表征，另一种是通过把材 料制成100mm*100mm*3mm的方板，把方板通过支撑物架住，用0.5KG的圆球从不同的高度自 由落体撞击到方板上，观察方板在多少高度出现裂纹。复合材料的浮纤情况是通过在表面 进行抛光处理的模具上把材料制成方板，通过二次原相仪对表面进行观察。

对实施例1-3和对比例1-2进行拉伸强度、冲击性能和表面浮纤情况进行测定，其 测试结果见表1。

测试项目 拉伸强度/MPa 缺口冲击强度/KJ/m²无缺口冲击强度/KJ/m²落球冲击/cm 浮纤情况 实施例1 110 45 62 100 无明显浮纤 实施例2 115 40 55 145 无明显浮纤 实施例3 120 43 50 80 无明显浮纤 4 -->实施例4 125 35 45 135 少量浮纤 对比例1 120 22 37 70 浮纤明显 对比例2 115 20 38 80 浮纤明显

注塑测试。

将聚碳酸酯复合材料采用现有技术进行注塑，成型为30cm×30cm×30cm的方块， 观察其表面浮纤情况。在方块的6个表面切割出30cm×30cm×2cm的表皮，并获得一切去表 皮的小方块；测试表皮和小方块的密度差率。密度差率ρ=（ρ表皮-ρ小方块）×100%。其结果 如表2所示。

实验组 ρ（%） 实施例1 0.030±0.003 实施例2 0.042±0.004 实施例3 0.030±0.004 对比例1 3.437±0.003 对比例2 4.203±0.003

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理 解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发 明的保护范围。