阅读说明：本技术 一种纳米增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法 (Nano reinforced polycarbonate composite material and preparation method thereof ) 是由 王忠勇 吴小福 李松 于 2020-04-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纳米增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法,其中该复合材料,按质量份计,包括以下原料：聚碳酸酯20-70份,有机硅共聚聚碳酸酯30-80份,纳米丙烯酸酯类增韧剂2-8份,纳米有机硅类增韧剂3-7份,抗氧剂5份,光稳定剂1.5份,紫外光吸收剂1.5份。本发明中的纳米增强聚碳酸酯复合材料的透明度可达100％,能够在零下50摄氏度的情况下跌落而不破裂,具有无裂纹、防盐雾的功能。(The invention discloses a nano reinforced polycarbonate composite material and a preparation method thereof, wherein the composite material comprises the following raw materials in parts by mass: 20-70 parts of polycarbonate, 30-80 parts of organic silicon copolymerized polycarbonate, 2-8 parts of nano acrylate toughening agent, 3-7 parts of nano organic silicon toughening agent, 5 parts of antioxidant, 1.5 parts of light stabilizer and 1.5 parts of ultraviolet absorber. The transparency of the nano reinforced polycarbonate composite material can reach 100%, and the nano reinforced polycarbonate composite material can fall without cracking at minus 50 ℃, and has the functions of no crack and salt fog resistance.)

一种纳米增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯树脂技术领域，具体涉及纳米增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国军队现代化建设的加快，我军列装的95式、95-1式枪族黑色弹匣采用的是玻璃纤维增强尼龙，根据部队实战化需求的不同，对枪械的弹匣也提出了更高的要求，新要求的弹匣需要有余弹观察的能力，且在零下50摄氏度条件下跌落不破裂，而现有的增强型聚碳酸酯复合材料不能满足新型弹匣的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法，解决目前的增强型聚碳酸酯复合材料不透明，抗跌落性能不够高的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种纳米增强聚碳酸酯复合材料，按质量份计，包括以下原料：聚碳酸酯20-70份，有机硅共聚聚碳酸酯30-80份，纳米丙烯酸酯类增韧剂2-8份，纳米有机硅类增韧剂3-7份，抗氧剂5份，光稳定剂1.5份，紫外光吸收剂1.5份。

作为优选，上述纳米丙烯酸酯类增韧剂为全丙烯酸酯类核-壳型冲击改性剂和/或乙烯丙烯酸脂共聚物1820。

作为优选，上述纳米有机硅类增韧剂为有机硅类增韧剂MX-520S和MX-550S。

作为优选，上述抗氧剂为抗氧剂1076和辅助抗氧剂168，其中抗氧剂1076和辅助抗氧剂168的质量比例为2:3。

作为优选，上述光稳定剂为光稳定剂770，上述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-234。

上述纳米增强聚碳酸酯复合材料的制备方法，具体的步骤是：将聚碳酸酯、有机硅共聚聚碳酸酯、纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、紫外光吸收剂在高速混合机中混合均匀，经过螺杆组合优化的双螺杆挤出机中熔融共混，挤出的料条经水冷后造粒，即得到纳米增强聚碳酸酯复合材料。

作为优选，上述双螺杆挤出机的温度设定为：一区：150±5℃、二区：230±5℃、三区：250±5℃、四区：260±5℃、五区：265±5℃、六区：270±5℃、七区：275±5℃、八区：275±5℃、机头温度：260±5℃。

作为优选，上述高速混合机的转速为60转/分，混合时间为1小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中的纳米增强聚碳酸酯复合材料的透明度可达100％，能够在零下50摄氏度的情况下跌落而不破裂，具有无裂纹、防盐雾的功能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：一种纳米增强聚碳酸酯复合材料，按质量份计，包括以下原料：聚碳酸酯20份，有机硅共聚聚碳酸酯80份，纳米丙烯酸酯类增韧剂2份，纳米有机硅类增韧剂3份，抗氧剂5份，光稳定剂1.5份，紫外光吸收剂1.5份。

实施例2：一种纳米增强聚碳酸酯复合材料，按质量份计，包括以下原料：聚碳酸酯70份，有机硅共聚聚碳酸酯30份，纳米丙烯酸酯类增韧剂8份，纳米有机硅类增韧剂7份，抗氧剂5份，光稳定剂1.5份，紫外光吸收剂1.5份。

实施例3：一种纳米增强聚碳酸酯复合材料，按质量份计，包括以下原料：聚碳酸酯50份，有机硅共聚聚碳酸酯50份，纳米丙烯酸酯类增韧剂4份，纳米有机硅类增韧剂4份，抗氧剂5份，光稳定剂1.5份，紫外光吸收剂1.5份。

在上述实施例中，其中聚碳酸酯采用聚碳酸酯PC1609，有机硅共聚聚碳酸酯采用有机硅共聚聚碳酸酯D-0013；聚碳酸酯和有机硅共聚聚碳酸酯的总份数需保持为100份，上述纳米丙烯酸酯类增韧剂有全丙烯酸酯类核-壳型冲击改性剂，牌号EXL-2388；乙烯丙烯酸脂共聚物1820，牌号AC-1820。上述纳米有机硅类增韧剂为有机硅类增韧剂MX-520S和MX-550S。

上述抗氧剂为抗氧剂1076和辅助抗氧剂168，其中抗氧剂1076和辅助抗氧剂168的质量比例为2:3。

上述光稳定剂为光稳定剂770，上述紫外光吸收剂为紫外光吸收剂UV-234。

上述纳米增强聚碳酸酯复合材料的制备方法，具体的步骤是：将聚碳酸酯、有机硅共聚聚碳酸酯、纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂、主抗氧剂、辅助抗氧剂、光稳定剂、紫外光吸收剂在高速混合机中混合均匀，经过螺杆组合优化的双螺杆挤出机中熔融共混，挤出的料条经水冷后造粒，即得到纳米增强聚碳酸酯复合材料。

作为优选，上述双螺杆挤出机的温度设定为：一区：150±5℃、二区：230±5℃、三区：250±5℃、四区：260±5℃、五区：265±5℃、六区：270±5℃、七区：275±5℃、八区：275±5℃、机头温度：260±5℃。

作为优选，上述高速混合机的转速为60转/分，混合时间为1小时。

聚碳酸酯类树脂是分子主链中含有链节的线型高分子化合物。随着R基团的不同，可以分为脂肪族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯两大类，而两者兼而有之的则称为脂肪-芳香族聚碳酸酯。到目前为止，具有实用价值并已工业化生产的品种，仅有双酚A型聚碳酸酯。具有实用价值并已工业化生产的品种，仅有双酚A纳米增强聚碳酸酯RG803材料。

聚碳酸酯暴露在太阳光和热空气等环境条件下，会吸收紫外光和热空气，导致大分子结构改变、分子量降低，出现分子链断裂情况，这一过程称之为塑料老化。为了改善和延缓复合材料的老化过程，需要加入一些抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂等助剂。

普通的增强塑料主要采用的是玻璃纤维增强，其在受外力拉伸时，其纤维表面会产生剪切应力，纤维内部产生拉应力；即在聚碳酸酯中加入玻璃纤维，可提高其疲劳强度、拉伸强度、弯曲强度、弹性模量等机械性能，显著改善其应力开烈性，但其低温冲击强度显著降低，添加玻璃纤维对聚碳酸脂性能影响情况主要数据见下表1：

表1添加玻璃纤维对聚碳酸酯性能影响

而采用纳米材料对塑料进行增强时，纳米材料和塑料基体间形成相互缠绕，形成骨架结构的形式，使材料的尺寸稳定性、耐动态疲劳性以及拉伸强度、弯曲强度得到极大的提高，特别是抗低温跌落强度。即在聚碳酸酯中加入纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂，可提高其疲劳强度、拉伸强度、弯曲强度、弹性模量等机械性能，显著改良其低温应力开裂性，低温冲击强度显著提高，添加纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂对聚碳酸脂性能影响情况主要数据见下表2：

表2添加纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂对聚碳酸脂性能影响

在本发明中，聚碳酸酯PC1609和有机硅共聚聚碳酸酯D-0013结合可大大改变聚碳酸酯的产品结构，改善聚碳酸酯的成型加工性，降低生产成本，从而克服聚碳酸酯本身存在的耐应力开裂性、耐溶剂性、耐磨性、耐低温冲击性等方面的不足。

纳米丙烯酸酯类增韧剂、纳米有机硅类增韧剂属于辅助类增韧剂，在聚碳酸酯PC1609和有机硅共聚聚碳酸酯D-0013结合过程中，以纳米微粒的方式辅助聚碳酸酯基体间形成相互缠绕，并形成新的聚碳酸酯骨架结构，在聚碳酸酯分子重新组合过程中起到桥梁连接和固定的作用。

本发明中的纳米增强聚碳酸酯复合材料作为透明弹匣的主要材料，其主要战术技术指标主要有：

1、余弹观察能力100％；

2、抗跌落性能；

a、常温1.2米，无裂纹、破裂；

b、低温(-50℃)1.2米，无裂纹、破裂；

3、环境适应性

a、工作温度：-49℃～+50℃

b、贮存温度：-50℃～+60℃

c、防盐雾

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。