本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種高遮光率pc/gf復合材料及其制備方法及其制備方法。
背景技術：
：聚碳酸酯(簡稱pc)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低，從而限制了其在工程塑料方面的應用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業化生產。由于聚碳酸酯結構上的特殊性，現已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。pc工程塑料的三大應用領域是玻璃裝配業、汽車工業和電子、電器工業，其次還有工業機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設備、醫療及保健、薄膜、休閑和防護器材等。pc密度低、容易加工成型，是一種性能優良、應用廣泛的工程塑料,其透光率可達90％以上。苯乙烯-丙烯腈共聚物(san)是一種透明的無定形高分子材料，與pc間的相容性以及對聚碳酸酯力學性能的影響已有大量的研究，并取得了許多有意義的成果。但pc/san體系光學性能的研究相對較少。常用作與之匹配的光散射劑主要有無機顆粒，如二氧化硅、碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸鋇等，或者有機散射體粒子，如丙烯酸酯樹脂、有機硅樹脂、苯乙烯樹脂等。但無機顆粒與基體材料的相容性差，不易均勻分散在基體材料中，且無機粒子的加入會造成材料透光率的大幅度下降，并劣化聚碳酸酯的其他物理性能；聚碳酸酯材料本身存在缺口敏感的缺點，加入較多量的無機散射粒子后，會形成較多的應力集中點，缺口敏感性增加，使材料的性能劣化；無機散射粒子在樹脂中分散不良，會形成較多的麻點等外觀不良而有機光散射粒子與基體的相容性較好，雖然在提高材料霧度的同時也會造成透光率的下降，但下降幅度較無機顆粒小得多，其缺點在于常規有機光散射粒子的價格較高，大幅度增加了光散射材料的生產成本。因此如何克服這些問題，是共混法制備光散射材料的研究方向之一。玻璃纖維(gf)是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米，相當于一根頭發絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常可加至復合材料中以增強材料的物理機械性能。目前，已有大量玻璃纖維增強聚碳酸酯復合材料的研究，但針對于遮光率高的聚碳酸酯玻璃纖維符合材料研究較少，無法充分發揮聚碳酸酯玻璃纖維復合材料的優勢。技術實現要素：本發明目的在于提供高遮光率pc/gf復合材料，在保持良好的物理性能前提下，具有良好遮光率的特點。并提供這種高遮光率pc/gf復合材料的制作方法。本發明通過如下方案實現此目的：一種高遮光率pc/gf復合材料及其制備方法，其特征在于：包括以下質量份計組分組成：聚碳酸酯100份；丙烯腈-苯乙烯共聚物5-30份；玻璃纖維8-18份；二氧化鈦2-10份；抗氧劑0.2-1份；增韌劑2-5份；光穩定劑0.2-1.2份；阻燃劑0.1-2份；季戊四醇硬脂酸脂0.1-1份。優選的，還包括色料，色料按質量份計為0.1-3份。優選的，色料包括群青藍色粉、氧化鐵紅色粉、炭黑。優選的，阻燃劑為含磷雜菲結構磷酸酯阻燃劑。優選的，光穩定劑為苯并三唑類紫外光吸收劑或受阻胺光穩定劑。一種高遮光率pc/gf復合材料及其制備方法的制備方法，包括以下步驟：1)稱取適量聚碳酸酯；丙烯腈-苯乙烯共聚物；玻璃纖維；二氧化鈦；抗氧劑；增韌劑；光穩定劑；阻燃劑；季戊四醇硬脂酸脂；2)將聚碳酸酯、二氧化鈦、玻璃纖維、置于110℃烘箱內，丙烯腈-苯乙烯共聚物置于80℃烘箱內，干燥4-12h，干燥后密封備用；3)將聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、二氧化鈦、抗氧劑、增韌劑、光穩定劑、阻燃劑、季戊四醇硬脂酸脂在高速混合機中混合3-5min；將玻璃纖維加入至高速混合機2min；轉速為1150rpm；4)混合均勻后送入雙螺桿擠出機中，在轉速400rpm,240℃-290℃溫度下熔融混煉至少2min,5)混煉后擠出經水槽冷卻,水槽溫度為65℃，冷卻后造粒包裝。優選的，若需要產品帶有其他顏色，在步驟3)中加入相應的色粉。本發明具有以下有益效果：聚碳酸酯材料使用玻璃纖維增強后，得益于玻璃纖維的高強度、高彈性模量，使得復合材料的機械強度有極大提高；本發明同時采用有機散射粒子、無機散射粒子，以在較低成本前提下達到較好的機械性能以及遮光率；此外，將加入光穩定劑以提高復合材料的耐候性。聚碳酸酯和丙烯腈-苯乙烯共聚物是非完全相容體系，二者的共混物可以形成光散射材料需要的內部非均一結構。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明做進一步地闡述，應當理解的是，具體實施例并不對本發明做任何限定。實施例1：聚碳酸酯玻璃纖維復合材料的制備1)按比例稱量所需原料；2)將聚碳酸酯置于110℃烘箱中干燥24h，丙烯腈-苯乙烯共聚物置于80℃烘箱中干燥4h、二氧化鈦置于110℃烘箱中干燥12h、玻璃纖維置于110℃烘箱內干燥12h，干燥后放置于真空密封機密封備用；3)將聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、抗氧劑、增韌劑、光穩定劑、阻燃劑、季戊四醇硬脂酸脂在高速混合機中混合3-5min，隨后將玻璃纖維加入至高速混合機中混合2min；轉速為1150rpm；4)混合均勻后送入雙螺桿擠出機中，在轉速400rpm,溫度240℃-290℃下熔融混煉至少2min；5)混煉后擠出經水槽冷卻，水槽溫度為65℃；6)冷卻后將其引入切粒機，切粒機以650rpm切粒；7)切粒后收集粒料，檢測包裝即得成品。實施例1的原料配比如表1所示，以質量份計；表1：材料種類/質量份配方1配方2配方3配方4配方5配方6聚碳酸酯100100100100100100玻璃纖維811.514.61880二氧化鈦5121926260丙烯腈-苯乙烯共聚物3021.613.35300抗氧劑10.20.20.20.20.2增韌劑43.93.93.952光穩定劑0.20.20.20.21.21.2阻燃劑0.10.10.10.11.21.2季戊四醇硬脂酸脂0.70.70.70.710.1其中，配方6制品為對比例，用于比較本發明所述復合材料的性能。本發明使用原料可使用市售的符合質量標準的任意產品。聚碳酸酯使用lgdow201-22型號雙酚a型聚碳酸酯；丙烯腈-苯乙烯共聚物使用臺化寧波nf-2200型號的丙烯腈-苯乙烯共聚物；二氧化鈦為金紅石晶型二氧化鈦；玻璃纖維為短切玻璃纖維，需長度≤12mm，以6-8mm效果較佳；抗氧劑可使用抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑626、抗氧劑168，其中抗氧劑1076配合抗氧劑168以1：2比例混用效果較佳；增韌劑優先選用kt-30；光穩定劑優先選用受阻胺光穩定劑；阻燃劑優先選用含磷雜菲結構磷酸酯阻燃劑；色粉在本發明中用于制品上色，并不對機械性能、光學性能具有顯著影響，根據實際需求在配方中添加合適顏色的色粉種類即可，如需藍色外觀可添加群青，紅色外觀添加氧化鐵，黑色、不同灰度的灰色外觀添加炭黑，當不添加其他種類的色粉由于添加了二氧化鈦會呈現白色。實施例2：復合材料的性能測試產品進行性能測試，結果如表2；表2：材料性能測試標準單位配方1配方2配方3配方4配方5配方6拉伸強度iso527mpa647167586168斷裂伸長率iso527％1059598101104110彎曲強度iso178mpa10812411510684102缺口沖擊強度iso179-2kj/m2284238342862洛氏硬度iso2039-2r-scale108124126122981221.0mm透光率gb/t2410％181415201287根據表1所示力學性能測試結果可知，配方2或配方3的綜合力學性能較好，與純聚碳酸酯相比，本復合材料的缺口沖擊強度較低，因為隨著玻璃纖維和二氧化鈦的含量增加，其缺口沖擊強度會顯著降低。雖其余力學性能也會隨著丙烯腈-苯乙烯共聚物、二氧化鈦的含量而降低，但由于玻璃纖維具有優秀的補強能力，其余力學性能與純聚碳酸酯相比相差不大甚至略微增加。另外，可見純聚碳酸酯的透光率極高，隨著二氧化鈦或丙烯腈-苯乙烯共聚物的加入量的增加，復合材料的透光度急劇降低，但同時其力學性能也降低。因此，綜上所述，以配方2或配方3為例，本發明所述的聚碳酸酯玻璃纖維復合材料具有良好的力學性能，良好的光屏蔽效果。當前第1頁12