[发明专利]一种玻璃纤维增强的聚碳酸酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维增强的聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(英文名Polycarbonate，简称PC)，是一种无色透明的无定性非晶型的热塑性高分子材料。其具有高强度、高韧性、高抗热性、优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性；还具有自熄、易增强、阻燃、无毒、卫生、易着色、抗震等优异性能，因此在工程塑料中的用量仅次于聚酰胺(PA)而位居第二。广泛用于玻璃装配业、汽车工业中的照明、仪表盘系统、电子电气工业中的插座、外壳、建筑材料中空阳光板、家庭民用品中的光盘和饮用水容器等领域。

由于PC分子链的刚性较大，空间位阻高，产品熔体粘度较大，加工困难，而且耐溶剂性和耐磨损性较差，低温下易脆，容易产生应力开裂、缺口敏感性大、不耐溶剂等缺点，使PC的应用受限制于初级形态。改善PC最主要途径是增韧和增强，但由于增韧后的PC收缩率不稳定和刚性下降不适用于高精度和刚性强度要求高的壳体材料。聚碳酸酯通常采用玻璃纤维增强，玻纤增强聚碳酸酯复合材料，是一种轻质高强度的复合材料，玻璃纤维填充量一般为10％-30％。由于玻纤与PC树脂基体粘结性较差，通常加入偶联剂或者对玻纤表面进行化学处理，提高玻纤与PC树脂基体的粘结性。常规改性的PC复合材料，主要应用于对性能要求不高的智能电表外壳、电气照明、刻录光盘骨架等电器内部配件。随着电子通讯产业的快速发展，产业化的高效率要求和各种壳体性能要求越来越高；具有加工方便、兼顾韧性和刚性、高精度特性的高性能玻纤增强聚碳酸酯复合材料在电子通讯产品中应用发展迅速。

可模塑内嵌金属片的高分子材料与金属外壳相比，具有质轻、加工方便、产能效率高、和色彩多样化等优点。高分子材料进行模塑内嵌金属片，必须解决嵌件内应力问题、金属片与高分子材料的粘接问题和塑料与金属的热膨胀系数差异问题。目前模塑内嵌金属片主要是通过对金属嵌件脱脂化处理、预热金属片、金属嵌件上涂覆一层橡胶或聚氨酯弹性缓冲层、模塑完后烘箱烘烤消除残余应力等工序处理，但其良率低、工艺复杂耗时、耗能、效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种玻璃纤维增强的聚碳酸酯复合材料，该聚碳酸酯复合材料充分利用各原料组分之间的协同作用，并对各原料含量的优化处理，提高聚碳酸酯复合材料的抗冲击性、柔韧性、与金属片之间的粘结力和耐高低温应力开裂性能，同时，解决了浮纤问题。

本发明采用以下技术方案：

一种玻璃纤维增强的聚碳酸酯复合材料，按质量份计，主要由以下原料制备而成：

本发明中聚碳酸酯树脂含量可以为60份、61份、62份、65份、68份、70份、72份、75份、78份、80份、82份、85份、88份或90份等；乙烯-醋酸乙烯接枝共聚物含量可以为0.2份、0.3份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份等；增韧剂可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等；玻璃纤维可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、20份、22份、25份、28份或30份等；超分散剂含量可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.5份或2份等等；抗氧剂可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等；润滑剂可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。

用玻璃纤维对聚碳酸酯进行增强改性，PC的刚性得到提高、模塑收缩率和线性膨胀系数大大降低。同时可以降低制品的内应力，这是因为纤维缠结了很多大分子链，从而提高耐应力开裂能力；但这只能改善其自身的应力，不足以解决聚碳酸酯复合材料与嵌件间内应力、金属片与聚碳酸酯复合材料的粘接力和聚碳酸酯复合材料与金属的热膨胀系数差异产生的位移蠕变应力等问题。

本发明充分利用各原料组分之间的协同作用，并对各原料组分含量进行优化，提高聚碳酸酯复合材料的抗冲击性、柔韧性、耐高低温应力开裂性能和与金属片之间的粘结力，同时，解决了浮纤问题。