[发明专利]一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于一种微孔发泡技术，具体涉及一种纳米碳酸钙修饰的微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法。

 

背景技术

聚碳酸酯（PC树脂）是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，其耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前PC广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，并且随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。另外，由于PC良好的电绝缘性能，现已经大量替代原有的酚醛塑料而应用于通信电信设备领域。经发泡的PC材料由于其比强度高，具有优异的吸能抗震性能和隔音隔热性能，已广泛应用于包装材料、工业部件和建筑材料上。但现有的发泡技术是通过在开炼机中加入发泡助剂，置于恒温的模压机上施加一定压力的微孔发泡方法来制备，制备的PC制件容易引起泡孔塌陷，致泡孔孔径增加，因而在应力集中处增多，产生裂纹的机会就大大地增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，可制备出发泡均匀、泡孔密度较高，且具有较好力学性能的发泡PC材料。

一种微孔发泡聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将干燥的纳米碳酸钙与硅烷偶联剂一起溶于乙醇溶液中，搅拌分散后，经过滤、干燥得改性纳米碳酸钙；

（2）将聚碳酸酯与改性纳米碳酸钙按质量比为40：0.2-3投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；

（3）在二氧化碳的气氛中，将（2）挤出的粒子放入密闭容器中，加热至熔融状态后通入二氧化碳，保持3-24小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。

进一步，所述步骤（1）中硅烷偶联剂的添加比例为纳米碳酸钙质量百分比的1%-5%；所述硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）。

所述步骤（1）中搅拌分散的温度40-80℃、时间为4-10小时；所述干燥的纳米碳酸钙是经过温度为40-70℃、时间为2-8小时干燥所得。

所述步骤（3）中加热至熔融状态的温度为280-320℃。

所述步骤（3）中通入二氧化碳的压力为1-5 atm。

所以本发明的有益效果：

1、本发明在聚碳酸酯中加入改性纳米碳酸钙，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，使发泡均匀； 

2、本发明在纳米碳酸钙修饰的聚碳酸酯熔融状态中通入二氧化碳，使其发泡均匀，有助于提高聚碳酸酯材料的微孔密度，增加材料内部泡孔数目，从而降低聚碳酸酯材料的密度。

3、本发明制备的微孔发泡聚碳酸酯材料由于有均匀微孔的存在，使PC塑料受到冲击时，在微孔的周围，特别在微孔赤道附近会引发大量银纹，大量银纹的产生和扩展要消耗大量的能量，从而使其具有优异的冲击强度，同时提高了其他的力学性能；并使得本发明制备的PC塑料的冲击性能相对于传统发泡方法制备的PC塑料有较大提高。

 

具体实施方式

下面实施例中使用的聚碳酸酯的型号分别如下：

PC IR2200由日本出光公司生产

PC7022PJ为日本三菱公司生产

PC 30WB由德国拜耳公司生产。

PC SC-1100R00由韩国三星公司生产。

PC SC-1220R为韩国三星公司生产。

 

实施例1

（1）将在60℃的条件下干燥6小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为3%的KH550一起溶于乙醇溶液中，在50℃搅拌分散6小时后，过滤、再在50℃温度下干燥7小时得改性纳米碳酸钙；

（2）将PC IR2200与改性纳米碳酸钙按质量比为40：1投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；

（3）在二氧化碳的气氛中，将（2）挤出的粒子放入密闭容器中，加热300℃使其为熔融状态，然后通入压力为3atm二氧化碳，保持15小时后降压得微孔发泡聚碳酸酯材料。

 

实施例2

（1）将在50℃的条件下干燥4小时的纳米碳酸钙与占纳米碳酸钙质量百分比为2%的KH550一起溶于乙醇溶液中，在60℃搅拌分散8小时后，过滤、再在60℃温度下干燥5小时得改性纳米碳酸钙；

（2）将 PC7022PJ与改性纳米碳酸钙按质量比为40：2投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；