CN101712793A - 一种耐低温型环保阻燃pc/pet合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，该合金由PC、PET、相容剂、增韧剂、磷系燃剂、协效阻燃剂、低温改良剂、抗氧剂组分通过干燥、搅拌、在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒制备而成。本发明耐低温型环保阻燃PC/PET合金具有优异的耐低温性能、冲击强及热变形温度高、阻燃性能、力学性能及尺寸稳定性好的特点，可广泛应用于家电、电子电器、建材、汽车等领域。

Description

一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金的制备方法。
背景技术
PC/PET合金可以克服PC材料的熔体粘度高、成型加工难、不耐油和溶剂等缺点，是一款性能优异的合金材料。目前国内对PC/PET复合材料研究不多，尤其关于耐低温型阻燃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。中国专利《一种无卤阻燃PC/PET复合材料及其制备方法》，专利申请号：200910130822.0，报道了一种环保阻燃PC/PET复合材料的制备方法，该材料虽能实现环保阻燃，但在低温下复合材料的力学强度大大降低，不能满足低温环境下的使用要求。因此，如何通过配方设计制备出可以在低温环境下使用的、力学强度优良的环保阻燃PC/PET合金，以替代PC或PC/ABS用于对耐低温性、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、耐低温性好、阻燃性好、耐油耐溶剂好、耐热性佳、力学性能优异的耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
(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、协效阻燃剂、低温改良剂、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；
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    5-9％；
(6)协效阻燃剂    0.3-1％；
(7)低温改良剂    0.5-2％；
(8)抗氧剂        0-0.5％。
上述各组分配方比例总和为100％。
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的至少一种，如丙烯酸酯-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-苯乙烯共聚物中的至少一种，如甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂罗门哈斯2691。
所述的磷系阻燃剂为无机磷系类阻燃剂、有机磷系类阻燃剂的至少一种，如有机磷系类阻燃剂缩聚芳基磷酸酯PX-200。
所述的协效阻燃剂为为聚四氟乙烯类抗滴落剂、硅氧烷类聚合物的至少一种，如聚四氟乙烯PTFE-66。
所述的低温改良剂为聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮、硅酮的至少一种，如有机硅氧烷类低温改良剂道康宁MB50-007。
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，如酚类抗氧化剂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ASTM标准检测，性能如下：
密度：                     1.20-1.24g/cm3
断裂伸长率：               ＞200％
拉伸强度：                 50-65MPa
弯曲模量：                 2000-2400MPa
23℃悬臂梁缺口冲击强度：   500-750J/m
-30℃悬臂梁缺口冲击强度：  450-690J/m
熔融指数：                 20-40g/10min(265℃，2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa)        ＞100℃
阻燃性(UL94)：             V-0，1.5mm
耐油性(花生油48h浸泡)      不变色，不开裂
其有益效果是：常规PC/PET合金具有流动性好、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，同时其低温下力学强度较差，限制了该材料的应用范围。本发明通过磷系阻燃剂和协效阻燃剂的阻燃成炭作用，以及硅橡胶的低温改良，提供一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金，可替代PC或PC/ABS用于对环保阻燃材料的耐低温、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        77％；
(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)协效阻燃剂：
PTFE-66                    0.5％；
(7)低温改良剂：
有机硅氧烷道康宁MB50-007   1％
(8)抗氧化剂：1010          0.5％；
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、协效阻燃剂、低温改良剂、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；
所得耐低温型环保阻燃PC/PET合金经检测性能如下：
密度：          1.21g/cm3
断裂伸长率：    215％
拉伸强度：                61MPa
弯曲模量：                2300MPa
23℃悬臂梁缺口冲击强度：  710J/m
-30℃悬臂梁缺口冲击强度： 660J/m
熔融指数：                30g/10min(265℃，2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa)       105℃
阻燃性(UL94)：            V-0，1.5mm
耐油性(花生油48h浸泡)     不变色，不开裂。
实施例2：
下述组分按重量百分比为：
(1)PC                    67％；
(2)PET                   16％；
(3)相容剂：KT-22         4％；
(4)增韧剂：罗门哈斯2691  4％；
(5)磷系阻燃剂：
缩聚芳基磷酸酯PX-200     7％；
(6)协效阻燃剂：
PTFE-66                  0.5％；
(7)低温改良剂：
有机硅氧烷道康宁MB50-007 1％
(8)抗氧化剂：1010        0.5％；
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、协效阻燃剂、低温改良剂、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；
所得耐低温型环保阻燃PC/PET合金经检测性能如下：
密度：                    1.22g/cm3
断裂伸长率：              205％
拉伸强度：                57MPa
弯曲模量：                2180MPa
23℃悬臂梁缺口冲击强度：  705J/m
-30℃悬臂梁缺口冲击强度： 655J/m
熔融指数：                32g/10min(265℃，2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa)       102℃
阻燃性(UL94)：            V-0，1.5mm
耐油性(花生油48h浸泡)     不变色，不开裂。

Claims (10)

1.一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
(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、协效阻燃剂、低温改良剂、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；
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     5-9％
(6)协效阻燃剂     0.3-1％；
(7)低温改良剂     0.5-2％；
(8)抗氧剂         0-0.5％；
上述各组分配方比例总和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，其特征在于：所述的PC分子量为20000-30000g/mol。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，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所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，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的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，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-苯乙烯共聚物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，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的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，其特征在于：所述的协效阻燃剂为聚四氟乙烯类抗滴落剂、硅氧烷类聚合物中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种耐低温PC/PET复合材料及其制备方法，其特征在于：所述的低温改良剂为聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮、硅酮中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，其特征在于：所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、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。
10.根据权利要求1所述的一种耐低温型环保阻燃PC/PET合金及其制备方法，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；增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂罗门哈斯2691；磷系阻燃剂为有机磷系类阻燃剂缩聚芳基磷酸酯PX-200；协效阻燃剂为聚四氟乙烯PTFE-66；低温改良剂为有机硅氧烷类低温改良剂道康宁MB50-007；抗氧剂为酚类抗氧化剂1010。
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