一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料及制備方法，該復(fù)合材料由聚碳酸酯粒料700～900份，聚碳酸酯粉料100～300份，光擴(kuò)散劑0.5～5份，光穩(wěn)定劑2～8份，抗氧劑1～5份，加工助劑0.5～2份按重量份制成。其原料經(jīng)高速混合及擠出造粒制得的耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料。本發(fā)明的耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料具有加工成型性好、耐光老化性能好、良好的透光率和霧度等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于聚合物加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，尤其是涉及一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]聚碳酸酯樹脂簡稱PC，是一種用途廣泛的工程塑料。PC樹脂具有優(yōu)異的機(jī)械特性、耐沖擊性能和電絕緣性能等，使其成為汽車、家電等塑料部件中的理想材料之一；此外PC是一種具有很高的光線透光率的樹脂，被廣泛用于照明燈罩、車用轉(zhuǎn)速表，車燈、廣告牌、廣告箱、樹脂玻璃、液晶顯示屏等領(lǐng)域。
[0005]伴隨著環(huán)保、節(jié)能等社會發(fā)展需求，未來照明用具需要具有高光效、低能耗等特點(diǎn)，而PC材料具有優(yōu)良的透光率和霧度，可明顯提高照明面積，減輕光源對人眼的傷害，這種新材料將在照明行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。但使用PC純原料作為透光和照明用材料時(shí)，會存在炫目、照明面積有限等問題。另外，由于光源在輻射發(fā)光的同時(shí)，也會產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致燈具周邊的溫度較高，因此，作為照明工程用的塑料部件，不僅要求材料具有良好的耐高溫性能，還需要具有優(yōu)異的耐光老化性能。而普通PC材料的耐光老化性能較差，因此，研制具有耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，不僅可以豐富照明工程用材料的選擇，提高照明用具的效率；也有利于擴(kuò)展PC復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對PC純原料作為透光和照明用材料的不足，而提供一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，制得的復(fù)合材料具有良好的耐光老化性能、透光率和霧度。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于；該復(fù)合材料由以下原料按重量份制備而成:
聚碳酸酯粒料700~900份；
聚碳酸酯粉料100~300份；
光擴(kuò)散劑0.5~5份；
光穩(wěn)定劑2~8份；
抗氧劑1~5份；
加工助劑0.5~2份。[0009]進(jìn)一步，所述的聚碳酸酯粒料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為10~20g/10min,聚碳酸酯粉料的粒徑范圍為10~lOOum。
[0010]所述的光擴(kuò)散劑為硅系光擴(kuò)散劑，其外觀為球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um。
[0011]所述的光穩(wěn)定劑為聚[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基](光穩(wěn)定劑944)、2-(2_羥基-5-甲基-苯基)苯并三唑(光穩(wěn)定劑UV-P)、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(光穩(wěn)定劑770DF)和2- (2-羥基-5-叔辛基苯基)苯丙三唑(光穩(wěn)定劑5411)中的至少一種。
[0012]所述的抗氧劑為β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)和四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)按質(zhì)量比為1:2:1進(jìn)行混合所得。
[0013]所述加工助劑為群青、群青紫和2.5-雙(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(增白劑0Β)按質(zhì)量比73:23:1的混合物。
[0014]所述的群青為群青5006、群青紫為群青紫V-10。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供上述的耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按配比將聚碳酸酯粒 料、聚碳酸酯粉料、光擴(kuò)散劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑與加工助劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行混合3~15min,得到混合物,其混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為300~1500rpm ；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料，其中雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210~230°C，二區(qū)溫度220~240°C，三區(qū)溫度230~250°C，四區(qū)溫度240~260°C，五區(qū)溫度250~270°C，六區(qū)溫度250~270°C，機(jī)頭溫度250~260°C;螺桿轉(zhuǎn)速為200~400r/min。
[0016]是為了避免光擴(kuò)散劑和聚碳酸酯粒料之間出現(xiàn)的粉料團(tuán)聚現(xiàn)象和分散不均，而造成復(fù)合材料出現(xiàn)光斑、亮度不均和透光性差的問題，本發(fā)明選用聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粉料進(jìn)行復(fù)配使用，從而提高了光擴(kuò)散劑在復(fù)合材料中的分散性，使復(fù)合材料具有良好的透明性、光能損失較小和光線柔和等優(yōu)點(diǎn)，并擴(kuò)大發(fā)光面。
[0017]另外，本發(fā)明中所用的聚碳酸酯粒料的熔融指數(shù)(300 V , 1.2Kg)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料的熔融指數(shù)(300°C，1.2Kg)為10~20g/10min、粒徑范圍為10~lOOum。從而進(jìn)一步避免在材料加工成型過程中出現(xiàn)的凹陷、熔接痕、翹曲變形等注塑不良，保證材料具有良好的成型加工性能。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
1、本發(fā)明采用目前常用的成型加工技術(shù)及設(shè)備，制備了耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其制備簡單、生產(chǎn)成本低。
[0019]2、選用聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粒料粉料的復(fù)配，可提高光擴(kuò)散劑在復(fù)合材料中的分散性，使復(fù)合材料具有良好的透明性、擴(kuò)大發(fā)光面、光能損失較小和光線柔和等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]3、選用特定熔融指數(shù)的聚碳酸酯粒料和聚碳酸酯粉料進(jìn)行復(fù)配，進(jìn)一步避免在材料加工成型過程中出現(xiàn)的凹陷、熔接痕、翹曲變形等注塑不良，保證材料具有良好的成型加工性能。
[0021]4、本發(fā)明中添加光擴(kuò)散劑和光穩(wěn)定劑，使光線通過材料時(shí)經(jīng)過多次的折射，發(fā)揮光擴(kuò)散和擴(kuò)大發(fā)光面的作用，達(dá)到光線柔和透過光能損失較小的效果。同時(shí)加入光穩(wěn)定劑，使得制得的復(fù)合材料具有良好的耐光老化性能。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]以下實(shí)施例所用雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)廠家為昆山科信橡塑機(jī)械有限公司；
所用注塑機(jī)生產(chǎn)廠家為浙江海天機(jī)械有限公司；
所用聚碳酸酯粒料生產(chǎn)廠家為帝人株式會社；
所用聚碳酸酯粉料生產(chǎn)廠家為帝人株式會社；
所用光擴(kuò)散劑邁圖TSR900生產(chǎn)廠家為美國邁圖高新材料集團(tuán)；
所用光擴(kuò)散劑信越X-52-7056A生產(chǎn)廠家為信越集團(tuán)；
所用光穩(wěn)定 劑944生產(chǎn)廠家為上海紹恩化工有限公司；
所用光穩(wěn)定劑UV-P和光穩(wěn)劑770DF生產(chǎn)廠家為巴斯夫中國有限公司；
所用光穩(wěn)定劑5411生產(chǎn)廠家為美國氰特工業(yè)有限公司；
所用抗氧劑1076和抗氧劑168生產(chǎn)廠家為瑞士汽巴公司；
所用抗氧劑1010生產(chǎn)廠家為巴斯夫中國有限公司；
所用群青5006生產(chǎn)廠家為英國好利得顏料公司；
所用群青紫V-1O生產(chǎn)廠家為紐碧萊顏料國際貿(mào)易(上海)有限公司；
所用增白劑OB生產(chǎn)廠家為上海聯(lián)本精細(xì)化工有限公司。以下實(shí)施例所用試劑僅為舉例說明，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明其他實(shí)施例仍可選擇權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可選試劑。如無特別說明，實(shí)施例中份數(shù)均為重量份。
[0025]下面具體實(shí)施例中所使用的光擴(kuò)散劑選用球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um的硅系光擴(kuò)散劑，具體有邁圖TSR900和信越X-52-7056A。
[0026]所述的抗氧劑為抗氧劑1076:抗氧劑168:抗氧劑1010為1:2:1進(jìn)行混合所得。
[0027]所述群青選用群青5006、群青紫選用群青紫V-10，加工助劑為群青5006、群青紫V-1O和增白劑OB按質(zhì)量比73:23:1進(jìn)行混合所得。
[0028]實(shí)施例1
(1)將700份聚碳酸酯粒料，300份聚碳酸酯粉料，0.5份光擴(kuò)散劑邁圖TSR9002，2份光穩(wěn)定劑5411，1份抗氧劑，0.5份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為300rpm,混合時(shí)間為15min,得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210°C，二區(qū)溫度2200C，三區(qū)溫度230°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度260°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0029]實(shí)施例2
(I)將800份聚碳酸酯粒料，200份聚碳酸酯粉料，0.5份光擴(kuò)散劑信越X-52-7056A，2份光穩(wěn)定劑5411，1份光穩(wěn)劑944，1份抗氧劑，1份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為600rpm，混合時(shí)間為12min，得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)包含六個區(qū)，其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2200C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度250°C，五區(qū)溫度260°C，六區(qū)溫度260°C，機(jī)頭溫度250°C ;螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0030]實(shí)施例3
(1)將900份聚碳酸酯粒料，100份聚碳酸酯粉料，0.5份光擴(kuò)散劑信越X-52-7056A，
0.5份光擴(kuò)散劑邁圖TSR9002，2份光穩(wěn)定劑944，3份光穩(wěn)劑UV-P，3份抗氧劑，2份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為900rpm，混合時(shí)間為9min，得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)包含六個區(qū)，其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2300C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度260°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，機(jī)頭溫度255°C ;螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0031]實(shí)施例4
(1)將700份聚碳酸酯粒料，300份聚碳酸酯粉料，1份光擴(kuò)散劑邁圖TSR9002，3份光穩(wěn)定劑770DF，2份光穩(wěn)劑944，4份抗氧劑，0.5份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為1200rpm，混合時(shí)間為6min，得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)包含六個區(qū)，其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2300C，二區(qū)溫度240°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度260°C，五區(qū)溫度270°C，六區(qū)溫度270°C，機(jī)頭溫度260°C ;螺桿轉(zhuǎn)速400r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0032]實(shí)施例5
(1)將800份聚碳酸酯粒料，200份聚碳酸酯粉料，2份光擴(kuò)散劑，2份光穩(wěn)定劑770DF，3份光穩(wěn)定劑UV-P，3份光穩(wěn)定劑944，5份抗氧劑，1份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為1500rpm，混合時(shí)間為3min，得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)包含六個區(qū)，其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度2200C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度250°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，機(jī)頭溫度245°C ;螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0033]實(shí)施例6
(1)將900份聚碳酸酯粒料，100份聚碳酸酯粉料，2份光擴(kuò)散劑邁圖TSR9002，3份光擴(kuò)散劑信越X-52-7056A，3份光穩(wěn)定劑5411，1份光穩(wěn)定劑UV-P，3份抗氧劑，2份加工助劑；將這些原料在高速混合機(jī)混合，混合轉(zhuǎn)速為800rpm,混合時(shí)間為8min,得到混合物；
(2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料。雙螺桿擠出機(jī)包含六個區(qū)，其中各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210°C，二區(qū)溫度220°C，三區(qū)溫度230°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度260°C，機(jī)頭溫度250°C ;螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。所得材料的性能測試結(jié)果見表1。
[0034]上述實(shí)施例1-6中所得擠出料粒，分別按ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注塑，注塑樣條在23°C、相對濕度50%條件下穩(wěn)定48h后進(jìn)行測試。透光率和霧度按照ASTM D1003-llel進(jìn)行測試，選用試片厚度為2.5mm。耐光老化性能測試在QUV老化試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行，老化循環(huán)條件為:8小時(shí)光照，波長313nm，強(qiáng)度為0.48W/m2，溫度70°C ；4小時(shí)黑暗，溫度50°C，測試結(jié)果見表1所示:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于；該復(fù)合材料由以下原料按重量份制備而成: 聚碳酸酯粒料700~900份； 聚碳酸酯粉料100~300份； 光擴(kuò)散劑0.5~5份； 光穩(wěn)定劑2~8份； 抗氧劑I~5份； 加工助劑0.5~2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚碳酸酯粒料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為5~30g/10min ;所述的聚碳酸酯粉料在300°C /1.2Kg條件下的熔融指數(shù)為10~20g/10min，聚碳酸酯粉料的粒徑范圍為10 ~lOOum。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的光擴(kuò)散劑為硅系光擴(kuò)散劑，其外觀為球型顆粒、光折射率為1.4~1.5、平均粒徑范圍為I~5um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的光穩(wěn)定劑為聚[6_[(1，1,3, 3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]、2-(2-羥基-5-甲基-苯基)苯并三唑、雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和2- (2-羥基-5-叔辛基苯基)苯丙三唑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯和四(β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯按質(zhì)量比為1:2:1進(jìn)行混合所得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于，所述加工助劑為群青、群青紫和2.5-雙(5-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩按質(zhì)量比73:23:1的混合物。
7.一種制備如權(quán)利要求1~6中任一所述的耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)按配比將聚碳酸酯粒料、聚碳酸酯粉料、光擴(kuò)散劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑與加工助劑置于高速混合機(jī)進(jìn)行混合3~15min,得到混合物,其混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為300~1500rpm ； (2)將步驟(1)所得混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，得到耐光老化的光擴(kuò)散聚碳酸酯復(fù)合材料粒料，其中雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為:一區(qū)溫度210~230°C，二區(qū)溫度220~240°C，三區(qū)溫度230~250°C，四區(qū)溫度240~260°C，五區(qū)溫度250~270°C，六區(qū)溫度250~270°C，機(jī)頭溫度250~260°C;螺桿轉(zhuǎn)速為200~400r/min。
【文檔編號】B29C47/92GK103772940SQ201410005226
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】楊桂生, 田恐虎 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司