CN101570629A - 一种无卤阻燃pc/pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域,属于一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,该复合材料由下述组分质量份制备而成:PC(聚碳酸酯)55-85%,PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)9-25%,相容剂0-5%,增韧剂0-6%,磷系燃剂5-8%,硅系阻燃剂2-4%,抗氧剂0-0.5%。本发明材料阻燃性能达到UL94V-0(1.5mm),23℃下的悬臂梁缺口冲击强度25-60KJ/m2,弯曲模量2100-2400MPa,265℃,2.16Kg时的熔融指数10-35g/10min,0.45MPa热变形温度>100℃。该无卤阻燃PC/PET复合材料具有优良阻燃性能、高力学性能、耐热性及尺寸稳定性好的特点,在保证PC耐热性和力学性能的同时,改善了PC的耐油性、耐溶剂性、耐磨损性、耐应力开裂和加工流动性。可广泛应用于家电、电子电器、建材、汽车等领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种无卤阻燃PC/PET复合材料的制备方法。
背景技术
PC(聚碳酸酯)具有优异的力学强度、热稳定性,是五大通用工程塑料之一。然而PC存在熔体粘度高、成型加工难、不耐油和溶剂等缺点。PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是结晶性材料,耐油性和耐溶剂性优异,然而PET单独使用时,存在耐热性差、力学强度不高等缺点。
目前国内对PC/PET复合材料研究不多,尤其关于阻燃PC/PET复合材料几乎没有。如,中国专利《一种PC/PET合金及其制备方法》,专利申请号:200710074569.2,报道了一种PC/PET复合材料的制备方法;中国专利《一种PC/PET合金及其制备方法》,专利申请号:200710019829.6,报道一种PC/PET合金片材的制备方法。以上两发明均没有涉及到PC/PET复合材料的阻燃性研究。因此,如何通过配方设计制备出力学强度优良的无卤阻燃PC/PET复合材料,以替代PC或PC/ABS用于对阻燃性、耐油耐溶剂性、耐热性较高的领域,将具有重要的实际应用价值,相关途径还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种制备容易、低成本、阻燃性好、耐油耐溶剂好、耐热性佳、力学性能优异的无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现:
一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:包括如下步骤,
上述组分按重量百分比为:
(1)PC 55-85%;
(2)PET 9-25%;
(3)相容剂 0-5%;
(4)增韧剂 0-6%;
(5)磷系阻燃剂 5-8%;
(6)硅系阻燃剂 2-4%;
(7)抗氧剂 0-0.5%;
上述各组分配方比例总和为100%;
(1)将PC、PET树脂于110℃-120℃鼓风干燥3-6小时;
(2)将干燥好的PC和PET树脂、相容剂、增韧剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、抗氧剂依次加入搅拌机中,在300-500转/分的转速下搅拌混合3-5分钟;
(3)将上述混合物加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒即得成品。加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度200-215℃,二区温度220-235℃,三区温度220-235℃,四区温度220-235℃,五区温度200-215℃,六区温度220-240℃,机头温度225-240℃,压力为11-17MPa,螺杆转速为250-400rpm;水槽温度20-40℃;切粒机转速为600-1000rpm。
所述的PC分子量为20000-30000g/mol。
所述PET的特性粘度为0.6-1.0dl/g。
所述相容剂为乙烯-马来酸酐-缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯酸酯类聚合物中任一种或几种。
所述的增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中任一种或几种。
所述的磷系阻燃剂为无机磷系类阻燃剂、有机磷系类阻燃剂中任一种或几种。
所述的硅系阻燃剂为聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮、硅酮中任一种或几种。
所述的抗氧剂为为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的任一种或两种以上的混合物。
所述相容剂为丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂KT-22,所述的增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂罗门哈斯2678,所述的磷系阻燃剂为有机磷系类阻燃剂缩聚芳基磷酸酯PX-200,所述的硅系阻燃剂为有机硅氧烷类阻燃剂道康宁DC-8008,所述的抗氧剂为酚类抗氧化剂1010。
本发明所述配方及工艺制得的无卤阻燃PC/PET复合材料采用ISO标准检测,性能如下:
密度: 1.20-1.25g/cm3
断裂伸长率: 120-220%
拉伸强度: 58-66MPa
弯曲模量: 2100-2400MPa
悬臂梁缺口冲击强度: 25-60KJ/m2
熔融指数: 10-35g/10min(265℃,2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa) 100-110℃
阻燃性(UL94): V-0,1.5mm
其有益效果是:常规PC/PET复合材料具有流动性好、耐溶剂性、耐热性好的特点,然而由于PET的加入,降低了复合材料的阻燃性,限制了该材料的应用范围。本发明通过磷系阻燃剂和硅系阻燃剂的阻燃成炭作用,提供一种无卤阻燃PC/PET复合材料,可替代PC或PC/ABS用于对无卤阻燃材料的耐油、耐溶剂、耐热等要求较高的领域。
具体实施方式
实施例1:
下述组分按重量百分比为:
(1)PC 76.8%;
(2)PET 9%;
(3)相容剂:KT-22 3%;
(4)增韧剂:罗门哈斯2678 4%;
(5)磷系阻燃剂:
缩聚芳基磷酸酯PX-200 5%;
(6)硅系阻燃剂:
道康宁DC-8008 2%;
(7)抗氧化剂:1010 0.2%;
先将PC、PET树脂于110℃鼓风干燥4小时,将干燥好的PC和PET树脂、相容剂、增韧剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、抗氧剂依次加入搅拌机中,在500转/分的转速下搅拌混合3分钟。然后将上述混合物加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒即得成品。加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度210℃,二区温度230℃,三区温度230℃,四区温度230℃,五区温度200℃,六区温度230℃,机头温度235℃,压力为15MPa,螺杆转速为300rpm;水槽温度40℃;切粒机转速为800rpm。
所得无卤阻燃PC/PET复合材料经检测性能如下:
密度: 1.20g/cm3
断裂伸长率: 155%
拉伸强度: 65MPa
弯曲模量: 2345MPa
悬臂梁缺口冲击强度: 45KJ/m2
熔融指数: 19.8g/10min(265℃,2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa) 109℃
阻燃性(UL94): V-0,1.5mm。
实施例2:
下述组分按重量百分比为:
(1)PC 66%;
(2)PET 15.8%;
(3)相容剂:KT-22 4%;
(4)增韧剂:罗门哈斯2678 4%;
(5)磷系阻燃剂:
缩聚芳基磷酸酯PX-200 7%;
(6)硅系阻燃剂:
道康宁DC-8008 3%;
(7)抗氧化剂:1010 0.2%;
先将PC、PET树脂于110℃鼓风干燥4小时,将干燥好的PC和PET树脂、相容剂、增韧剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、抗氧剂依次加入搅拌机中,在500转/分的转速下搅拌混合3分钟。然后将上述混合物加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒即得成品。加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度210℃,二区温度230℃,三区温度230℃,四区温度230℃,五区温度200℃,六区温度230℃,机头温度235℃,压力为15MPa,螺杆转速为300rpm;水槽温度40℃;切粒机转速为800rpm。
所得无卤阻燃PC/PET复合材料经检测性能如下:
密度: 1.21g/cm3
断裂伸长率: 205%
拉伸强度: 61MPa
弯曲模量: 2300MPa
悬臂梁缺口冲击强度: 55KJ/m2
熔融指数: 28.2g/10min(260℃,5Kg)
热变形温度(0.45MPa) 102℃
阻燃性(UL94): V-0,1.5mm。
Claims (9)
1.一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:包括如下步骤,
上述组分按重量百分比为:
(1)PC 55-85%;
(2)PET 9-25%;
(3)相容剂 0-5%;
(4)增韧剂 0-6%;
(5)磷系阻燃剂 5-8%;
(6)硅系阻燃剂 2-4%;
(7)抗氧剂 0-0.5%;
上述各组分配方比例总和为100%;
(1)将PC、PET树脂于110℃-120℃鼓风干燥3-6小时;
(2)将干燥好的PC和PET树脂、相容剂、增韧剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、抗氧剂依次加入搅拌机中,在300-500转/分的转速下搅拌混合3-5分钟;
(3)将上述混合物加入双螺杆挤出机中,经熔融挤出造粒即得成品。加工工艺如下:双螺杆挤出机一区温度200-215℃,二区温度220-235℃,三区温度220-235℃,四区温度220-235℃,五区温度200-215℃,六区温度220-240℃,机头温度225-240℃,压力为11-17MPa,螺杆转速为250-400rpm;水槽温度20-40℃;切粒机转速为600-1000rpm。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述的PC分子量为20000-30000g/mol。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述PET的特性粘度为0.6-1.0dl/g。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于;所述相容剂为乙烯-马来酸酐-缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯酸酯类聚合物中任一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述的增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中任一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述的磷系阻燃剂为无机磷系类阻燃剂、有机磷系类阻燃剂中任一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述的硅系阻燃剂为聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮、硅酮中任一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述的抗氧剂为为酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的任一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法,其特征在于:所述相容剂为丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂KT-22,所述的增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂罗门哈斯2678,所述的磷系阻燃剂为有机磷系类阻燃剂缩聚芳基磷酸酯PX-200,所述的硅系阻燃剂为有机硅氧烷类阻燃剂道康宁DC-8008,所述的抗氧剂为酚类抗氧化剂1010。
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