CN101565538A - 一种无卤阻燃pc/聚酯合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃PC/聚酯合金，由重量份数PC30～90份、对二苯甲酸类聚酯10～60份、增韧剂3～15份、磷酸酯类无卤阻燃剂5～20份及其他助剂制成。本发明还公开了一种制备上述PC/聚酯合金的方法，该技术方案为，将PC、聚酯、增韧剂、无卤阻燃剂、其他助剂在230～280℃混合，再经挤出、冷却、造粒，得到无卤阻燃PC/聚酯合金。与现有技术的含PC的合金相比，本发明所述的PC/聚酯合金具有高光泽、耐划伤、耐化学性能优异的特点，并且在成本方面也有明显的优势。

Description

一种无卤阻燃PC/聚酯合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃PC/聚酯合金及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
聚碳酸酯(PC)具有耐热高，尺寸稳定性好，韧性良好，光稳定性佳等诸多优点，但PC分子刚性及空间位阻较大，熔融温度较高，加工困难，容易产生内应力，同时，PC的耐溶剂性能也不好，这些缺点都限制了PC的应用。实际应用中是将PC与其他高分子材料制成的合金，含有PC的合金具有十分优异的性能。
已有技术中含有PC的合金主要是PC/ABS合金，但该种合金一般采用溴化物作为阻燃剂，燃烧时会产生溴化氢污染环境，而随着人们对环境保护的日益重视，越来越多国家和地区对塑料阻燃产品提出了无卤的要求。另外专利申请文件CN1696195A公开了一种无卤低烟阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁苯树脂合金，但与聚酯相比，丙烯腈丁苯树酯在光泽、抗UV、耐划伤性能方面存在明显不足。而随着电子电器产品、办公设备产品的发展，人们对打印机、LCD外壳、DVD托盘等制件的光泽、耐候、耐划伤性能提出了更高的要求。
经研究发现，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)这一类聚酯具有熔融粘度较低，易于快速成型，耐溶剂性能优异，光稳定性能良好，光泽度高的等特点，但这些聚酯存在缺口冲击强度低，耐热较低的缺点，然而用上述对聚酯与PC共混改性制成合金，既可改善PC流动性能和耐溶剂性能的不足，又可弥补聚酯韧性和耐热方面的缺陷，同时还具备高光泽、耐划伤、耐化学性能和低成本等特点。无卤阻燃PC/聚酯合金材料弥补了通用的无溴、无氯阻燃PC/ABS合金的缺点，能够应用于办公设备，家用电器，体育用品等领域，有着非常广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种高光泽、耐划伤、耐化学性能优异的无卤阻燃PC/聚酯合金。
本发明公开的无卤阻燃PC/聚酯合金，由以下重量份数的组分制成：
聚碳酸酯(PC)                  30～80份
聚酯                          3～60份
增韧剂                        3～15份
无卤阻燃剂                    5～20份。
在上述无卤阻燃PC/聚酯合金中，还可以加入阻燃PC合金常规使用的助剂，具体包括：
抗氧剂    0.2～1.0份
润滑剂    0.1～0.5份
防滴剂    0.2～1份。
所述的PC是双酚A型芳香族聚碳酸酯，密度是1.19～1.21g/cm2，分子量是15000～30000。
所述的聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)中的一种或其中任意几种混合物。
所述的增韧剂包括共聚的丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)核-壳型抗冲击改性剂、乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物中的一种或两种混合物。
本发明所述的无卤阻燃剂为磷酸三苯酯(TPP)或磷酸三苯酯的衍生物中的一种或几种混合物，磷酸三苯酯的衍生物的化学结构通式为：
Figure A20081002759100061
此处，R1与R2可以相同也可不同，为短链脂肪族烷基，R3，R4为氢原子或者短链脂肪族烷烃，Y为-CH2-、-C(CH3)2-、-S-、-SO2-、-CO-、-O-或者-N＝N-中的一种，k为0或者为1，而m是0～4间的整数。
本发明的另一目的是提供上述无卤阻燃PC/聚酯合金的制备方法，包括如下步骤：
将PC、聚酯、增韧剂、无卤阻燃剂、其他助剂在混合后，经挤出机挤出、冷却、造粒，制得无卤阻燃PC/聚酯合金。挤出机各区温度为：一区230℃，二区230℃，三区240，四区250，五区260，六区280，七区240，八区240。各区温度的设定基于以下两方面原则：一是保证材料充分塑化，二是在此温度下材料无明显降解。在保证这两原则基础上温度变化对材料各项性能无影响。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)与市场通用的含溴阻燃PC/聚酯、阻燃PC/ABS相比，具有高光泽、耐划伤、耐化学性能优异的特点，在成本方面也有明显的优势；
(2)处于使用安全方面的考虑，人们对PC/聚酯合金提出了耐燃方面的要求，与传统的溴系阻燃剂不同，本发明采用磷酸酯类无卤阻燃剂，该阻燃体系克服了溴系阻燃产品在燃烧和热裂解过程中产生四溴代二苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃等致癌物质危害，具有良好的环境友好性；
(3)本发明克服了现有的含溴阻燃PC/ABS合金和无卤阻燃PC/ABS合金的某些技术缺陷，满足了电器、OA、办公设备，家用电器，体育用品等行业领域对塑料外壳的更高要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
将PC、聚酯、增韧剂、无卤阻燃剂、其他助剂在混合后，经挤出机挤出、冷却、造粒，制得无卤阻燃PC/聚酯合金。挤出机各区温度为：一区230℃，二区230℃，三区240，四区250，五区260，六区280，七区240，八区240。
制备过程中双螺杆各段温度为230～280℃，螺杆转速为300rpm～800rpm，物料经水冷、切粒、干燥后注塑成标准样条。
按照上述制备方法，实施例1～5的各组分重量比含量如表1所示：
表1.各实施实例配方成分表
 实施例1   实施例2   实施例3   实施例4  实施例5
  聚碳酸酯  65   65   65   55  45
  PET  20   -   -   28  36
  PETG  -   20   -   -  -
  PCT  -   -   20   -  -
  增韧剂  5   5   5   6  7
  无卤阻燃剂  10   10   10   11  12
  防滴剂  -   0.5   0.5   0.5  -
  抗氧剂  -   0.2   1   0.6  -
  润滑剂  -   0.2   0.1   0.5  -
表1中，聚碳酸酯为2，2’-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯；PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯，牌号为BG-03-08；PETG是聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯，牌号为Z6008；PCT是聚对苯二甲酸环己二甲醇酯，牌号是DupontTM Thermx；增韧剂是乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物，牌号为1125AC；无卤阻燃剂是BDP类磷酸酯阻燃剂，日本大八公司生产；防滴剂是包覆型聚四氟乙烯，杜邦公司生产。
实施例1～5制得的无卤阻燃PC/聚酯合金样条的综合性能测试结果如表2。
表2.各实施实例的综合性能
性能指标   测试标准ASTM 单位   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  拉伸强度   D638   MPa   56   55   56   55   54
  冲击强度   D256   J/M   650   680   670   630   600
  弯曲强度   D790   MPa   83   82   83   82   80
  弯曲模量   D790   MPa   2580   2550   2580   2550   2540
  耐候性(300h)   D4459   ΔE   1.5   2.1   1.8   1.4   1.4
  光泽度(60°)   D523 -   98   98   98   98   98
  铅笔硬度(0.5KG)   D3363   -   HB   HB   HB   HB   HB
燃烧性能 UL94   -   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0
实施1～5制得的无卤阻燃PC/聚酯合金与市场上广泛应用于OA、电子电器领域的无卤阻燃PC/ABS合金GE C6600、BayerFR3000的性能对比结果如表3。
表3.各实施实例与无卤阻燃PC/ABS综合性能对比
性能指标   GEC6600   BayerFR3000   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  拉伸强度MPa   60   59   56   55   56   55   54
  冲击强度J/M   630   650   650   680   670   630   600
  弯曲强度MPa   85   84   83   82   83   82   80
  弯曲模量MPa   2600   2600   2580   2550   2580   2550   2540
  耐候性(300h)ΔE   3.5   4.2   1.5   2.1   1.8   1.4   1.4
  光泽度(60°)   93   94   98   98   98   98   98
  铅笔硬度(0.5KG)   B   B   HB   HB   HB   HB   HB
燃烧性能   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0   1.5mmV-0
对比结果显示，本发明制备的无溴、无氯阻燃PC/聚酯合金与市场上通用的无溴、无氯阻燃PC/ABS合金相比，冲击、弯曲、拉伸各项力学性能指标相当，本发明制备的无溴、无氯阻燃PC/聚酯合金在耐候、光泽、硬度方面有突出的优势，适应了电子电器产品，OA设备等领域对塑料外壳的要求。

Claims (10)

1、一种无卤阻燃PC/聚酯合金，其特征在于由以下重量份数的组分制得：
聚碳酸酯                            30～80份
聚酯                                3～60份
增韧剂                              3～15份
无卤阻燃剂                          5～20份。
2、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于包括如下重量份的组分：
防滴剂                                    0.2～1份
抗氧剂                                    0.2～1.0份
润滑剂                                    0.1～0.5份。
3、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的聚碳酸酯是双酚A型芳香族聚碳酸酯。
4、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯中的一种或其中任意几种的混合物。
5、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的增韧剂包括共聚的丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核-壳型抗冲击改性剂、乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物中的-种或两种的混合物。
6、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的无卤阻燃剂为磷酸三苯酯或磷酸三苯酯的衍生物中的一种或几种的混合物；所述的磷酸三苯酯的衍生物的化学结构通式为：
Figure A2008100275910003C1
其中R1与R2均为短链脂肪族烷基，R3与R4为氢原子或者短链脂肪族烷烃，Y为-CH2-、-C(CH3)2-、-S-、-SO2-、-CO-、-O-或者-N＝N-中的一种，k为0或者为1，而m是0～4间的整数。
7、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类辅助抗氧剂的复合物。
8、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯。
9、根据权利要求1所述的PC/聚酯合金，其特征在于所述的防滴剂是分子量在200万～600万的聚四氟乙烯。
10、一种制备无卤阻燃PC/聚酯合金的方法，其特征在于按以下步骤制备：将聚碳酸酯、聚酯、增韧剂、无卤阻燃剂和其他助剂在230～280℃混合，再经挤出机经挤出、冷却、造粒，得到无卤阻燃PC/聚酯合金。
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