CN101906245B - 聚碳酸酯/聚芳醚腈合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种聚碳酸酯/聚芳醚腈合金及其制备方法。本发明要解决的第一个技术问题是提供一种聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，它是由45～450重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈组成。本发明所制备的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金具有优异的力学性能、耐温性能和阻燃性能，其拉伸强度大于58MPa，弯曲强度大于85MPa，弯曲模量大于2250MPa，热变形温度大于127℃，极限氧指数大于32.5，可广泛于电子电气、机械、汽车等领域。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种聚碳酸酯/聚芳醚腈合金及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯树脂是具有优异耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性等特性的树脂，广泛应用于电子电气零部件、装备零部件、汽车零部件等领域中。近年来，由于产品的轻薄短小化的不断推进，要求所用材料在即使被设计成薄壁产品时也要保持强度的高刚性、保持成型加工时的良好流动性以及保持产品安全的高阻燃性。然而聚碳酸酯本身可燃，并会滴下热熔体物质，造成附近的材料也着火。为解决聚碳酸酯阻燃问题，现有技术大多采用添加各类阻燃剂以及作为防滴落剂的聚四氟乙烯。这些技术的不足之处在于在添加阻燃剂后聚碳酸酯的性能将会有所降低，而且卤系阻燃剂还存在着环境污染问题。
为克服这一问题，本发明采用与聚碳酸酯分子结构相似的聚芳醚腈树脂作为阻燃剂制备无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金。聚芳醚腈具有优异的力学性能、耐热性能以及阻燃性能，其极限氧指数高达39，且与聚碳酸酯可实现任意组分相容。聚芳醚腈在国内的研究起于80年代，主要集中在研究合成工艺和配方等方面，而关于聚芳醚腈应用于阻燃方面的专利报道很少见。国内申请的生产发明专利主要有：专利申请号为94113026.6的《一种聚芳醚腈及其制造方法》、200610038381.8的《聚芳醚腈的工业化生产方法》、200510038360.1的《聚芳醚腈高分子无卤阻燃剂的工业化生产方法》、200610021306.0的《一种含间苯链节的聚芳醚腈共聚物及其制备方法》、200810305720.3的《一种半晶型聚芳醚醚腈的工业化生产方法》。
在现有的国内外专利中均没有公开的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的报道。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，它是由45～450重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈组成。
聚芳醚腈的重复结构单元如下：
n＞80。
本发明要解决的第二个技术问题是提供聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，以45～450重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈为原料，混合均匀后挤出造粒制得。
挤出造粒温度为250～300℃。优选的为260～290℃。
进一步的，聚芳醚腈在合金中分散均匀，可以在聚碳酸酯中起到良好的阻燃性，通过先造母料，再稀释的方法可以进一步提高聚芳醚腈在合金中的分散性。无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，包括以下步骤：
A、称取45～450重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈；
B：将45～55重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈混合均匀后于280～300℃挤出造粒得到母料；
C：步骤B制备的母料加入剩余的聚碳酸酯混合均匀后于250～270℃挤出造粒得到聚碳酸酯/聚芳醚腈合金。
所述混合的设备为高混机；所述挤出造粒的设备为双螺杆挤出机。
步骤B挤出造粒温度为290℃。
步骤C挤出造粒温度为260℃。
本发明所制备的无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金具有优异的力学性能、耐温性能和阻燃性能，其拉伸强度大于58MPa，弯曲强度大于85MPa，弯曲模量大于2250MPa，热变形温度大于127℃，极限氧指数大于32.5。
本发明采用无卤阻燃的聚芳醚腈作为聚碳酸酯的阻燃剂，使得聚碳酸酯的阻燃性、力学性能、热性能均得到了大幅度提高，扩大了聚碳酸酯的应用领域，可广泛于电子电气、机械、汽车等领域。
本发明方法简便易行，适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
实施例1
按照聚碳酸酯50重量份、聚芳醚腈50重量份称量，将两种称量好的原料经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到母料，该挤出造粒步骤熔融加工温度为290℃。再将母料和400重量份的聚碳酸酯经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，该挤出造粒步骤熔融加工温度为260℃。所得合金粒料经注塑机注塑成测试样条，测试合金的各项性能(参见表1)，注塑温度为290℃。
表1
实施例2
按照聚碳酸酯50重量份、聚芳醚腈50重量份称量原料，将两种称量好的原料经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到母料，该挤出造粒步骤熔融加工温度为290℃。再以制备的母料和200重量份的聚碳酸酯经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，该步骤熔融加工温度为260℃。所得合金粒料经注塑机注塑成测试样条，测试合金的各项性能(参见表2)，注塑温度为290℃。
表2
| 特性 | 测试方法 | 单位 | 合金性能 |
| 极限氧指数 | GB/T 2406 | ％ | 33 |
| 热变形温度 | GB/T1634.2 | ℃ | 129.7 |
| 拉伸强度 | GB/T1040.2 | Mpa | 61.8 |
| 弯曲强度 | GB/T9341 | Mpa | 87.5 |
| 弯曲模量 | GB/T9341 | GPa | 2292 |
| 缺口冲击强度 | GB/T1043 | KJ/m2 | 10.2 |
实施例3
按照聚碳酸酯50重量份、聚芳醚腈50重量份称量原料，将两种称量好的原料经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到母料，该步骤熔融加工温度为290℃。再以制备的母料和116.7重量份的聚碳酸酯经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，该步骤熔融加工温度为260℃。所得合金粒料经注塑机注塑成测试样条，测试合金的各项性能(参见表3)，注塑温度为290℃。
表3
| 特性 | 测试方法 | 单位 | 层压复合材料 |
| 极限氧指数 | GB/T 2406 | ％ | 33.5 |
| 热变形温度 | GB/T1634.2 | ℃ | 131.6 |
| 拉伸强度 | GB/T1040.2 | Mpa | 63.7 |
| 弯曲强度 | GB/T9341 | Mpa | 89.9 |
| 弯曲模量 | GB/T9341 | GPa | 2312 |
| 缺口冲击强度 | GB/T1043 | KJ/m2 | 9.3 |
实施例4
按照聚碳酸酯50重量份、聚芳醚腈50重量份称量原料，将两种称量好的原料经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到母料，该步骤熔融加工温度为290℃。再以制备的母料和75重量份的聚碳酸酯经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金，该步骤熔融加工温度为260℃。所得合金粒料经注塑机注塑成测试样条，测试合金的各项性能(参见表4)，注塑温度为290℃。
表4
实施例5
按照总质量份数为100份计，聚碳酸酯50份、聚芳醚腈50份称量原料，将两种称量好的原料经高混机混合均匀后在双螺杆挤出机中挤出造粒得到无卤阻燃的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金。该步骤熔融加工温度为290℃。所得合金粒料经注塑机注塑成测试样条，测试合金的各项性能(参见表5)，注塑温度为290℃。
表5
Claims (4)
1.聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、称取45～450重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈；
B：将45～55重量份的聚碳酸酯和45～55重量份的聚芳醚腈混合均匀后于280～300℃挤出造粒得到母料；
C：步骤B制备的母料加入剩余的聚碳酸酯混合均匀后于250～270℃挤出造粒得到聚碳酸酯/聚芳醚腈合金。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，其特征在于：所述混合的设备为高混机；所述挤出造粒的设备为双螺杆挤出机。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，其特征在于：步骤B挤出造粒温度为290℃。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚芳醚腈合金的制备方法，其特征在于：步骤C挤出造粒温度为260℃。
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