CN102329492A - 一种阻燃pc/pet复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃PC/PET复合材料及其制备方法。阻燃PC/PET复合材料按重量百分比由以下组分组成：PC65-75％；PET15-25％；抗氧剂1-2％；主增韧剂4-8％；辅增韧剂2-4％；润滑剂0.5-2％；阻燃剂6-15％；相容剂1-3％。本发明阻燃PC/PET复合材料充模流动性好，与现有技术相比，具有优异的低温冲击性能，是一种综合性能优异环境友好型合金材料，可以代替耐低温的阻燃聚碳酸酯或高抗冲阻燃聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯合金，应用于电子电器，交通运输，通讯器材等行业。

Description

一种阻燃PC/PET复合材料及其制备方法

[技术领域]

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种阻燃PC/PET复合材料及其制备方法。

[背景技术]

聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)为一种性能优良的非结晶热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。然而，未经改性的聚碳酸酯仍有不足之处。表现在加工流动性不足、耐化学性能较差等。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polythylene terephthalate，简称PET)是热塑性聚酯中最主要的品种，其耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦和尺寸稳定性好，磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性；电绝缘性能好，受温度影响小，但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂，但不耐热水浸泡，不耐碱。PET树脂的玻璃化温度较高，结晶速度慢，模塑周期长，成型周期长，成型收缩率大，尺寸稳定性差，结晶化的成型呈脆性，耐热性低等。

PC/PET聚酯合金既具有PC刚性和耐热性，又具有PET的耐溶剂性，且PET的加入还能改善PC的加工流动性。PC与PET都具有苯环结构，具有部分相容性。PC与PET发生酯交换反应是提高相容性的最佳方法之一。其中催化剂种类选择对反应影响非常大，研究发现镧系催化剂比传统催化剂(如钛类)具有更高的催化活性，且没有副反应，酯交换反应主要发生在两相界面，可明显改善相容性。PC/PET合金一般具有良好的低温冲击性能，但是添加阻燃剂后PC/PET合金在低温下容易易脆化，低温长期使用效果较差。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种低温冲击性能良好的阻燃PC/PET复合材料。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述阻燃PC/PET复合材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种阻燃PC/PET复合材料，按重量百分比由以下组分组成：

PC            65-75％；

PET           15-25％；

抗氧剂        1-2％；

主增韧剂      4-8％；

辅增韧剂      2-4％；

润滑剂        0.5-2％；

阻燃剂        6-15％；

相容剂        1-3％。

所述PC的分子结构中含有硅氧烷，比重1.19-1.20，熔融指数为9-11g/10min。

所述PET的熔点为253-255℃，特性粘度为0.6-1.0dl/g。

所述的主增韧剂为核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯结构抗冲改性剂，辅增韧剂为为乙烯-丁基丙烯酸脂共聚物的硅烷改性衍生物。

所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。

所述的润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。

所述的阻燃剂为高溴阻燃剂，溴含量≥65％。

所述的相容剂为共聚聚酯，共聚聚酯的透光率为85％-89％，熔融指数为24-28。

一种上述的阻燃PC/PET复合材料的制备方法的技术方案，包括以下步骤：

a、按照权利要求1的重量百分比秤取原料；

b、将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟；

c、将混合好的预混合料置于双螺杆机中熔融挤出造粒；其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。

本发明阻燃PC/PET复合材料充模流动性好，与现有技术相比，具有优异的低温冲击性能，是一种综合性能优异环境友好型合金材料，可以代替耐低温的阻燃聚碳酸酯或高抗冲阻燃聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯合金，应用于电子电器，交通运输，通讯器材等行业。

[具体实施方式]

下面通过实施例对本发明进行进一步阐述：

本发明各实施例阻燃PC/PET复合材料，聚碳酸酯分子结构中含有硅氧烷，比重为1.19-1.20，熔融指数为9-11g/10min(测试条件：300℃/1.2KG)。选用GE EXL 1414。

聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为253-255℃，特性粘度为0.6-1.0dl/g。选用三房巷PET CZ5011或佛塑PET FC-01-68。

主增韧剂为一种核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯结构抗冲改性剂。可以选用日本三菱丽阳的S2001。辅增韧剂为一种乙烯共聚物，具体结构为乙烯-丁基丙烯酸脂(EBA)共聚物的硅烷改性衍生物，可以选用杜邦公司的1125AC。

抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。可以选用美国汽巴的1010，168或其混合物。

润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。可以选用汽巴的EBS。

阻燃剂为溴化芳香族阻燃剂。可以选用寿光公司的FG 8500或BC-58。

相容剂为透光率85％-89％，熔融指数24-28的共聚聚酯，可选用PETGAN0004。

实施例一

按如下重量百分比配制预混合料：聚碳酸酯(GE EXL1414)65％、PET(FC-01-68)20％、相容剂(PETG AN0004)1％、主增韧剂5％(S2001)、辅增韧剂(1125AC)2％、润滑剂(EBS 120)0.5％、抗氧剂(1010)0.5％、阻燃剂(BC-58)6％。将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟，将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。

实施例二

按如下重量百分比配制预混合料：聚碳酸酯(GE EXL1414)62％、PET(CZ5011)18％、相容剂(PETG AN0004)2％、主增韧剂(S2001)4％、辅增韧剂(1125AC)3％、润滑剂(EBS 120)0.6％、抗氧剂(1010)0.4％、阻燃剂(BC-58)9％。将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟，将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。

实施例三

按如下重量百分比配制预混合料：聚碳酸酯(GE EXL1414)68％、PET(CZ5011)14％、相容剂(PETG AN0004)3％、主增韧剂(S2001)2％、辅增韧剂(1125AC)2％、润滑剂(EBS 120)1％、抗氧剂(1010)1％、阻燃剂(BC-58)10％。将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟，将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。

实施例四

按如下重量百分比配制预混合料：聚碳酸酯(GE EXL1414)75％、PET(FC-01-68)10％、相容剂(PETG AN0004)1％、主增韧剂(2691A)2％、辅增韧剂(1125AC)4％、润滑剂(EBS 120)1％、抗氧剂(1010)1％、阻燃剂(BC-58)6％。将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟，将混合好的预混合料置于双螺杆机中经熔融挤出造粒。其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。

性能测试：

拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(170±2)(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验，样条尺寸(mm)：63.5mm×12.7mm×3.2mm；缺口剩余宽度为10.71mm；阻燃性测试按UL-94标准进行检验，试样尺寸为(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；熔融指数按照ASTM D1238检测，测试条件为260℃/5Kg；热变形温度标准：ASTM D648/载荷1.82MPa，样条尺寸为128mm×13mm×6.4mm。

阻燃PC/PET复合材料实施例1-4与Bayer EL703性能对照表：

有机硅一般是指具有-Si-O-Si-主链与有机基侧链的硅氧烷。硅氧烷因主链为Si-O结构，具有无机物二氧化硅的安全可靠、无毒、无污染、无腐蚀、耐老化及使用寿命长等性能；又因侧链中含有机基团而具有高分子材料的柔韧性及易加工的特点。两者结合使其兼具有机和无机材料的双重优点，如优异的防潮、憎水、电气绝缘、耐高低温、化学稳定、消泡、脱模及生理惰性等性能，有的品种还具有耐辐射、耐油和耐溶剂等特性。

本发明以上实施例选用具有硅氧烷结构的PC材料作为基材，利用Si-O-Si结构具有的优异的耐低温性能来提高PC/PET体系的低温冲击性能。增韧体系采用硅-丙烯酸型和乙烯-丁基丙烯酸脂(EBA)共聚物的硅烷改性衍生物协效，本增韧体系具有良好的低温冲击改性效果。

通过对比可以看到本发明阻燃PC/PET复合材料的有益效果是：实施例1-4的阻燃PC/PET复合材料充模流动性好，与Bayer的超韧PC/PET EL703相比，具有优异的低温冲击性能，是一种综合性能优异环境友好型合金材料，其应用领域可以代替耐低温的阻燃聚碳酸酯或高抗冲阻燃聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯合金，应用于电子电器，交通运输，通讯器材等行业。

以上对本发明阻燃PC/PET复合材料及其制备方法进行了介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：

PC          65-75％；

PET         15-25％；

抗氧剂      1-2％；

主增韧剂    4-8％；

辅增韧剂    2-4％；

润滑剂      0.5-2％；

阻燃剂      6-15％；

相容剂      1-3％。

2.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述PC的分子结构中含有硅氧烷，比重1.19-1.20，熔融指数为9-11g/10min。

3.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述PET的熔点为253-255℃，特性粘度为0.6-1.0dl/g。

4.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述的主增韧剂为核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯结构抗冲改性剂，辅增韧剂为为乙烯-丁基丙烯酸脂共聚物的硅烷改性衍生物。

5.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为四[β-<3，5-二特丁基-4-羟基苯基>丙酸]季四醇酯或三<2，4-二叔丁基酚>亚磷酸酯。

6.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。

7.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为高溴阻燃剂，溴含量≥65％。

8.根据权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料，其特征在于，所述的相容剂为共聚聚酯，共聚聚酯的透光率为85％-89％，熔融指数为24-28。

9.一种权利要求1所述的阻燃PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、按照权利要求1的重量百分比秤取原料；

b、将干燥的PC，PET一起加入高速配料搅拌机中，加入抗氧剂，增韧剂，阻燃剂，相容剂和主、辅润滑剂混合5-10分钟；

c、将混合好的预混合料置于双螺杆机中熔融挤出造粒；其工艺为：双螺杆一段温度220-230℃、二段温度230-240℃、三段温度240-250℃，模具温度60-100℃，停留时间1-2分钟、压力为10-15MPa。