[發明專利]一種玻纖增強聚碳酸酯材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210920280.2
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115124826A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉春艷;劉向東
• 申請（專利權）人: 上海中鐳新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08K7/14;C08K9/02;C08J5/04;C08J5/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供一種玻纖增強聚碳酸酯材料及其制備方法和應用，所述玻纖增強聚碳酸酯材料以重量份計包括如下組分：聚碳酸酯40?95份，無堿玻璃纖維1?40份，多孔玻璃纖維1?40份；所述多孔玻璃纖維中SiO₂的質量百分含量≥95％。本發明將低介電損耗的無堿玻璃纖維與多孔玻璃纖維復配并對聚碳酸酯進行改性，全面提升了材料的介電性能、機械性能和加工性，使其沖擊韌性高，機械性能好，加工特性良好，具有更低的介電損耗和介電常數，在優異的介電性能、加工性、綜合機械性能等多個方面取得性能平衡，能夠滿足高頻通訊設備、汽車部件和電器等領域的要求。

技術領域

本發明屬于聚合物材料技術領域，具體涉及一種玻纖增強聚碳酸酯材料及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，隨著移動設備的激增，移動通訊供應商常用的3G以下的工作頻率已無法滿足要求，3GHz以下頻段越來越擁堵。隨著5G時代的到來，全球部署更寬頻段，可從3G拓寬到高頻4.4-5GHz，以及毫米波26-39GHz，以實現高傳輸速率、大容量信號傳播、低信息延遲的增強網絡服務。在5G高頻電磁波的信號傳輸條件下，傳輸電磁波波長逐漸變短，繞射能力變差，這就要求5G核心基站數量增加，同時傳播介質的介電常數與介電損耗低，以實現有效接受與傳輸。高頻高速傳輸同樣對智能手機中使用的復合材料提出要求，需要在高頻電壓下具有低介電損耗，還需同時更適宜薄壁制件的加工成型；因此，降低材料的介電常數與介電損耗，提升材料加工流動性，是應對5G新時代的迫切需求。

聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是主鏈中含有碳酸酯基的聚合物，具有良好的機械性能、尺寸穩定性、耐熱性與絕緣特性，是通用工程塑料之一，可應用于后殼、中框、內部支撐架、側按鍵等幾乎全部智能手機塑膠制件上。但聚碳酸酯以芳香族聚合物居多，分子鏈剛性大，疲勞強度低，對缺口敏感，容易產生應力開裂，在韌性和強度方面還具有很大的提升空間，采用纖維填料或其他聚合物對其進行增強是業內的常規方法。

CN105440628A公開了一種增強阻燃PC/PPO復合材料，組分如下：20-30份PC樹脂，14.9-22份PPO(聚苯醚)，3-5.2份PC-PPO嵌段共聚物，5-8份SEBS接枝物，5-8份聚丙烯彈性體接枝物，0.5-1份氨基改性硅油，0.5-1份氨基硅烷偶聯劑，20-30份玻璃纖維；以及復合阻燃劑、抗氧劑和光穩定劑。該復合材料具有良好的拉伸強度、剛性和高低溫韌性，但PPO材料的粘度高，剛性大，導致材料的加工流動性較低，難以制備薄壁制件；而且PPO與PC以及玻纖相容性差，需要對PPO進行預處理，成本增加。

CN109206875A公開了一種聚碳酸酯組合物，包括如下組分：聚碳酸酯50-90％，玻璃纖維組5-45％，助劑0-5％；所述玻璃纖維組為長玻璃纖維或短玻璃纖維中的一種或兩種的組合。所述聚碳酸酯組合物采用不同長度的玻璃纖維對PC進行增韌改性，提高材料的平整度，但其使用的玻璃纖維包括M-玻璃纖維、E-玻璃纖維、A-玻璃纖維、S-玻璃纖維、R-玻璃纖維或C-玻璃纖維等，玻璃纖維的介電常數和介電損耗高，導致聚碳酸酯組合物的介電性能不佳，難以滿足高頻電子設備的性能要求。

CN101875772A公開了一種玻纖增強PC復合材料，組分如下：聚碳酸酯45-61％，飽和聚酯5-20％，增韌劑3-4％，熱穩定劑0.1-0.3％，潤滑劑0.7-1.1％，玻璃纖維25-35％。該復合材料具有較好的韌性、強度和表面光潔度，但其缺口沖擊強度在180J/m以下，沖擊韌性不佳，介電常數和介電損耗較高，不利于高頻電子設備中的應用。

因此，提高聚碳酸酯材料的沖擊韌性、加工性和介電性能，降低材料的介電損耗，是本領域的研究重點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種玻纖增強聚碳酸酯材料及其制備方法和應用，采用無堿玻璃纖維和多孔玻璃纖維的復配對聚碳酸酯進行改性，使所述玻纖增強聚碳酸酯材料具有更低的介電損耗、更高的沖擊強度和良好的加工特性，充分滿足了復合材料在高頻高速通訊設備、汽車部件和電器等領域的性能要求。