[发明专利]一种再生聚碳酸酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种再生聚碳酸酯复合材料及其制备方法。所述再生聚碳酸酯复合材料，包括如下重量份数的组分：回收聚碳酸酯：90‑99份；噁唑啉基共聚物扩链剂：0.1‑5份；改性纳米二氧化硅：0.1‑1份；抗氧剂：0‑2份；润滑剂：0‑3份。本发明通过在PC中添加含有噁唑啉基团的高反应活性接枝聚合物作为扩链剂，引入改性纳米二氧化硅提高交联密度，并添适量的抗氧化剂和润滑剂，以提高再生PC的分子量和熔体粘度，最终获得具有良好抗冲击性能的再生聚碳酸酯复合材料。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种再生聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着全球对环境保护的日益关注，塑料的绿色回收再生也成为了社会关注的重点。聚碳酸酯(PC)是一种分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据分子结构的不同可以分为脂肪族聚碳酸酯、脂环族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯，其中产量最大、用途最广的是双酚A型芳香族聚碳酸酯。PC具有优异的冲击韧性、耐蠕变性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐候性、透明性、无毒性等优点，被广泛应用于机械设备、建筑工程、交通运输、仪表及电器照明等领域。2019年全球聚碳酸酯的产能已经达到640万吨，依然处于供不应求的状态。随着PC产品的大量消费，其后续回收再利用也成为了市场关注的重点。目前，PC每年的回收再利用量远远低于市场消耗量，再生PC未来的市场前景十分广阔。然而，由于PC在高温加工过程中容易降解，导致分子量降低，机械性能特别是冲击强度下降明显，严重影响再生产品质量。

现有技术主要通过在再生料中添加稳定剂、与新料共混、填充抗冲改性剂、填充玻璃纤维(GF)等无机填料来改善再生PC产品质量。中国专利CN 1699448 A采用双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯作为稳定剂，并将聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)回料与75-80％的PC/ABS新料共混，得到了机械性能与新料性能相近的再生料。中国专利CN 1896141A则以四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇双二亚磷酸酯作为稳定剂，并在PC/ABS回料中添加5-35重量份ABS新料，得到性能较好的回收料。中国专利CN 101113233 A通过添加相容剂、增韧剂、丙烯酸类抗冲改性剂、抗氧剂等助剂，将PC/ABS废旧料的各项性能指标均提升到了PC/ABS新料的水平。中国专利CN105462223 A在PC/GF再生料中引入不同长径比的GF，提升了再生PC的机械性能，解决了PC/GF再生料的回收利用问题。上述处理方式虽然可以改善再生PC制品的性能，但难以从根本上解决PC分子量降低导致材料性能下降的难题，再生PC产品不具备重复回收利用的价值。

在再生PC的加工过程中添加扩链剂，可以将断开的PC分子链重新接上，将PC的分子量修复到原有水平，甚至高于原来的分子量，可以从根本上解决PC重复加工过程中分子量降低的问题。目前公开技术主要采用酸酐化合物、异氰酸酯化合物、环氧化合物和噁唑啉化合物来作为扩链剂。中国专利CN 1312312 A对比分析了酸酐化合物、异氰酸酯化合物和环氧化合物对再生PC复合材料机械性能的影响，对比结果表明这几种化合物作用效果相近，均可以有效提高再生PC的冲击强度，加入0.5％含量的扩链剂就可以将再生PC复合材料的冲击强度提升到与新料相等的水平。中国专利CN 102604352 A以及CN 104559115 A则采用含有环氧官能团的苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯为扩链剂和增容剂、丙烯酸酯类核壳结构粒子为抗冲改性剂，改善了再生PC/PET共混合金的冲击性能。中国专利CN105237982 A通过在PC再生料中添加GF、增韧剂、抗氧剂以及扩链剂来改善材料的综合性能，所采用的扩链剂优选为均苯四甲酸二酐、环氧基扩链剂或噁唑啉基扩链剂。综上，采用扩链剂对PC进行扩链，可以有效避免热加工过程中PC分子量的降低，改善再生PC的综合性能。然而，目前所用的扩链剂也存在有不可避免的缺点，如酸酐化合物会对设备及模具产生腐蚀，降低设备寿命；异氰酸酯化合物容易形成多聚体，存储条件苛刻，易变质，且副反应多；环氧基扩链剂应用较广但反应活性低，扩链效率不足；噁唑啉基团活性高，但目前含有噁唑啉的扩链剂为聚苯乙烯(PS)共聚物，而PS热稳定性较低，在280℃以上就开始降解，会严重影响扩链剂的扩链效率。