[发明专利]一种高透明耐磨耐刮擦PC材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子热塑性材料改性领域，具体涉及一种高透明耐磨耐刮擦PC材料的改性配方及其制备方法。

背景技术

PC即聚碳酸酯，是五大工程塑料中唯一透明材料。它拥有耐热，耐电等综合性能。同时，还具有抗冲击，尺寸稳定，阻燃等特点，广泛应用于玻璃装配业、汽车工业、电子电器等领域，特别是汽车工业中，PC车窗具有优良的抗冲击性能(比普通无机玻璃高250倍，比标准聚甲基丙烯酸甲酯玻璃板材高30多倍)，质量轻，透光度、隔音性、隔热性好；PC前车灯造型美观、形状多变，其加工难度也比原来的传统玻璃制造大大降低。但是PC材料却存在硬度低，耐磨、耐刮擦性能差等缺点。由于普通PC材料已难以满足行业需求，研发者们可根据实际需要对PC进行改性，使其适应不同的需求，许多研究采用的方法是制备一种透明耐磨的涂层，涂覆到聚碳酸酯基材上，例如巴斯夫涂料有限公司申请的专利：具有高透明度的耐刮涂覆的聚碳酸酯，其制备方法及其用途，申请公布号：CN102216401A，但是该方法工艺复杂；有研究者通过在在PC材料中添加PMMA或SAN等来提高PC材料的耐磨耐刮擦性能，其缺点在于PMMA等物质的大量添加影响了PC材料的透明性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高透明耐磨耐刮擦PC材料，通过在PC树脂中添加耐磨耐刮擦剂及润滑剂、抗氧剂等物质对PC进行改性，在提高PC材料的耐磨以及耐刮擦性能的同时，不影响PC材料的透明性及物理机械性能，进一步扩大PC材料的应用领域。

为实现到上述目的，本发明提供的一种高透明耐磨耐刮擦PC材料，由按重量份计算的以下物质组成：(1)PC树脂90-98份；(2)耐刮擦剂1-5份；(3)润滑剂0.5-3份；(4)抗氧剂0.5-2份。

所述PC树脂为为高透明高流动性PC基础树脂，其熔融指数为20～30g/10min；

所述耐刮擦剂为带有活性基团的硅氧烷，其活性基团为羟基、环氧基、羧基等有机基团中的一种或几种，耐刮擦剂的加入可以很好的降低表面摩擦系数及提高产品的硬度，提高产品的耐刮擦性能；

所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺润滑剂EBO和乙撑双硬脂酰胺类EBS混合物，EBO和EBS的混合重量比为1∶1～5∶1，其中EBO的熔点为115-125℃，EBS熔点为141-146℃；

所述抗氧剂为抗氧剂2921，它是抗氧剂168、抗氧剂1076和内酯稳定剂协效混合物，是一种有加工稳定和长期热稳定性能的稳定剂体系。

新型耐刮擦PC制备方法如下：

(1)准备主料和辅料：按配方含量精确称量PC基础树脂、耐刮擦剂、润滑剂、抗氧剂等主料及辅料。其中如有易吸潮物质，注意先干燥后再实验；

(2)主辅料的混合：将精确称量的PC主料、耐刮擦剂、润滑剂、抗氧剂倒入高速混合机中进行搅拌3-5分钟，使各组分充分分散均匀；

(3)熔融挤出：将混合好的物料加入带9段温控区的双螺杆挤出机，控制挤出机螺杆转速为230-320r/min，喂料转速控制在15-25r/min。其中9段温控区的温度分别为1区150-170℃，2区220-240℃，3至5区270-290℃，6至9区290-310℃，机头温度为310-320℃；

(4)造粒及后处理：对双螺杆挤出机挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过筛、包装等后处理过程。

本发明的关键技术及原理如下：

1.采用高流动性透明PC作为主料进行改性。PC材料的缺点在于成型加工困难，与改性剂相容性不佳，采用高流动性PC有助于提高耐磨耐刮擦PC的成型加工。另一方面，高流动PC的流动性好，在双螺杆挤出机中与耐刮擦剂、润滑剂能够实现更好的相容，制备产品不仅耐磨耐刮擦性好，而且机械性能也非常好。

2.本发明采用高效的带活性基团的耐磨耐刮擦剂对PC树脂进行改性。常规硅氧烷耐磨耐刮擦剂在高混机中和双螺杆挤出机中与树脂基体仅仅是简单的物理混合，由于其与塑料的表面张力差距过大及无极性等缺点，硅氧烷的耐磨性得不到充分的体现，而改性的带活性基团的耐磨耐刮擦剂在塑料的挤出过程中，在高温的作用下将与塑料表面的活性基团交联后能够提高塑料基体的耐磨耐刮擦性。另外，交联后的耐磨耐刮擦剂几乎不会再迁移到塑料表面，从而大大的提高了耐磨效果，也即小量添加即可实现较高的耐磨性，且不会影响PC基础树脂的透明性。

3.本发明采用的润滑剂EBO和EBS的作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力，降低熔体粘度，提高熔体的流动性，避免熔体与设备的粘附，提高制品表面的光洁度等。