CN103408914B - 用于家用电器的改性pc树脂复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料及制备方法，技术方案是，所述复合材料包括以下组分，按质量份计：PC 78‑88份、MBS 3‑7份、TiO2 2‑5份、玻璃纤维8‑12份、阻燃剂0.1‑0.2份、抗滴落剂 0.2‑0.3份、抗氧剂0.1‑0.2份、光稳定剂0.1‑0.2份、分散剂0.3‑0.8份。本发明用玻璃纤维来改善PC的耐热性、强度及耐应力开裂性能。用TiO2作为填料，保护PC树脂内层免遭紫外光线的破坏，起到光屏蔽剂的作用，达到不透光的效果，同时用TiO2还可提高材料的刚硬度、耐磨性。用无卤阻燃剂加速催化成碳，在PC表面形成致密的碳层以达到阻燃效果。

Description

用于家用电器的改性PC树脂复合材料及制备方法
技术领域
本发明属于家用电器材料，特别是用于电视机改性PC树脂复合材料及制备方法。
背景技术
对于家用电器的材料，要求一般比较严格，而对于电视机壳体材料的要求则更为严格,一般都会有以下要求：一是要耐高温；二是要符合尺寸便于装配；三是要达到阻燃效果；四是要解决透光问题。综合各方面考虑PC（聚碳酸酯）是作为电视机材料的首选，作为第二大工程塑料一直得到了广泛的应用，但是存在着PC吸湿性大，加工易产生气泡和银丝，制品易产生残余内应力，对缺口敏感性大，耐疲劳性低，耐摩擦性及耐磨性不好等问题。
PC（聚碳酸酯）树脂是一种集刚、硬、韧于一体的塑料材料的典型代表，它的突出性能表现为冲击性和透明性优异，尺寸稳定性高。一般被广泛用于一些对尺寸要求高同时要求强度高的产品中，如家用电器、电子器件中。近年来，国内外玻纤增强无卤阻燃PC树脂的需求也逐渐增多，随着我国经济的持续高速发展，今后几年玻纤增强无卤阻燃PC树脂市场需求潜力较大。
近年来，研发人员对玻纤增强PC以及无卤阻燃PC的研究不断深入。PC具有良好的耐高温性，其制品也会比其他制品有更高的利用价值。同时又具有一定的耐冲击强度，是家电行业与电子行业的重要原料，可明显提高制品的性能。
在现有技术中，中国申请号：201210221155.9，名称:一种高流动性玻纤增强无卤阻燃PC树脂及其制备方法。该技术方案涉及PC树脂改性技术领域，特别是涉及一种高流动性玻纤增强无卤阻燃PC树脂及其制备方法，该种高流动性玻纤增强无卤阻燃PC树脂，它由以下重量百分比的原料组成：PC树脂30-70%、玻璃纤维10-35%、AS树脂5-30%、阻燃剂8-15%、增韧剂5-10%、抗氧剂0.2-1.5%，以上原料经共混挤出造粒制得，制得的种高流动性玻纤增强无卤阻燃PC在满足材料UL94V0阻燃的基础上，耐热性、加工流动性、抗冲击性能优异。 该技术方案提供了玻纤增强无卤阻燃PC的制备方法，但是它阻燃剂分数添加量比较多，生产成本会有所提高，另外PC的透明度没有进行处理。
另一种现有技术，中国申请号：200910235159.0，名称：无卤玻纤增强PC及其制作工艺。该技术方案涉及一种有机高分子复合材料，更具体地说，是涉及一种无卤玻纤增强PC及其制备方法，是由以下成分按重量比组成，PC：47.5-95％，环保玻纤：5-35％；抗氧剂：0.1-2.0％，SMA：1-3.0％，接枝PE：0.1-2.0％，其他助剂：1.3-5.5％，本发明的一种无卤玻纤增强PC及其制作工艺，在综合机械性能优良，不含卤素，产品外观不露纤，并且生产采购方便，改变了用户始终要降低某项要求的状况。但是该技术方案未能达到阻燃效果，不符合行业规定要求。
发明内容
本发明提供了一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料及制备方法，它可以解决现有技术存在的阻燃和透光的问题，还降低了生产成本。
本发明是为了进一步拓宽PC树脂的应用范围，在基本保证其原有的优良综合性能的基础上，不仅要解决PC的透明度还要对阻燃性能作出进一步的处理，通过TiO2的加入来改善PC的透明度，再通过加入有机硅类阻燃剂使其达到更好的无卤阻燃效果，来制备玻纤增强无卤阻燃PC树脂复合材料。
本发明的技术方案是，一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料，所述复合材料包括以下组分，按质量份计：PC 78-88份、MBS 3-7份、TiO2 2-5份、玻璃纤维8-12份、阻燃剂0.1-0.2份、抗滴落剂 0.2-0.3份、抗氧剂0.1-0.2份、光稳定剂0.1-0.2份、分散剂0.3-0.8份。
所述玻璃纤维，其预处理方法为：以无水乙醇为溶剂，配制硅烷偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述硅烷偶联剂的体积比为1：1，随后，将玻璃纤维放置在配置好的硅烷偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与偶联剂的质量之比为98:2，随后将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥60-75分钟，至玻璃纤维干燥，冷却至常温备用。
所述阻燃剂为无卤阻燃剂中的有机硅类阻燃剂。
所述抗滴落剂为抗滴落剂PTFE。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550，或硅烷偶联剂KH560中的至少一种。
所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂DSTP、抗氧剂1076或抗氧剂CA中的一种或几种。
所述光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂3808、光稳定剂3529或光稳定剂2908中的一种或几种。
所述分散剂为耐高温分散剂PETS。
一种上述的复合材料的制备方法，所述方法按照下述步骤进行：
（1）先将PC放入烘箱在120℃烘230-250分钟，之后将PC、MBS、TiO2按照规定质量份数加入到高速混合机混料，搅拌均匀之后，加入规定质量份数的阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、光稳定剂和分散剂后，混合均匀；
（2）将上述物料加入到双螺杆挤出机中,挤出过程中在玻璃纤维口处加入处理后的玻璃纤维进行挤出。
所述双螺杆挤出机各区温度为，一段：210-215℃；二段：230-245℃；三段：240-255℃；机头220-230℃。挤出料条经过水槽冷却到室温，通过切粒机造粒。
本发明的玻璃纤维增强无卤阻燃PC树脂的设计原理在于，用玻璃纤维来改善PC的耐热性、强度及耐应力开裂性能。用TiO2作为填料，保护PC树脂内层免遭紫外光线的破坏，起到光屏蔽剂的作用，达到不透光的效果，同时用TiO2还可提高材料的刚硬度、耐磨性。用无卤阻燃剂加速催化成碳，在PC表面形成致密的碳层以达到阻燃效果。MBS为增韧剂，它是在粒子设计概念下合成的新型高分子材料，它是由甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯接枝聚合而成的。在亚微观形态上具有典型的核-壳结构，核心是一个直径10-100nm的橡胶相球状壳，外部是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯组成的壳层。核：属于橡胶相具有很好的冲击吸收能力，壳：具有相容性，有很好的相容效果。通过共混、增强等手段来调节材料的化学结构，达到所要求耐高温、不透光、阻燃效果以及消除产品的开裂、并具有更好的耐磨性与尺寸的稳定性。
本发明中先通过物理共混的方式在高混锅中混料，之后通过挤出过程中的化学改性将添加的物质与原材料通过MBS达到相容、增韧的效果，利用TiO2作为光屏蔽剂，达到不透光的效果，利用无卤阻燃剂加速催化成碳，在PC表面形成致密的碳层达到阻燃效果，通过玻纤增强再利用分散剂提高材料的加工性能，使材料达到高强度、不透光、阻燃、环保无污染的产品要求，并且改善材料的加工工艺，使无卤阻燃PC加纤的制备方法更加简单实用，而且材料的性能变化不大。本发明的复合材料主要是采用共混增强的方法制备，可以利用双螺杆挤出机的生产线生产，因而降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料制备方法的流程图。
具体实施方式
一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料，所述复合材料包括以下组分，按质量份计：PC 78-88份、MBS 3-7份、TiO2 2-5份、玻璃纤维8-12份、阻燃剂0.1-0.2份、抗滴落剂0.2-0.3份、抗氧剂0.1-0.2份、光稳定剂0.1-0.2份、分散剂0.3-0.8份。
相关实施例及性能指标如下：
实施例1，单位：kg
PC：88份、MBS：3份、二氧化钛：2份、玻璃纤维：12份、无卤阻燃剂FR-2025：0.1份、抗滴落剂PTFE：0.2份、抗氧剂1076：0.1份、光稳定剂770：0.1份、分散剂PETS：0.3份。
实施例2，单位：kg
PC：84份、二氧化钛：3份、MBS：3份、玻璃纤维：11份、无卤阻燃剂FR-2025：0.15份、抗滴落剂PTFE:0.2份、抗氧剂1076：0.1份、光稳定剂770：0.2份、分散剂PETS：0.4份。
实施例3，单位：kg
PC：83份、二氧化钛：4份、MBS：3份、玻璃纤维：10份、无卤阻燃剂FR-2025：0.15份、抗滴落剂PTFE：0.2份、抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770:0.2份、分散剂PETS：0.6份。
实施例4，单位：kg
PC：81份、二氧化钛：5份、MBS：4份、玻璃纤维：9份、无卤阻燃剂FR-2025：0.2份、抗滴落剂PTFE：0.3份、抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770：0.2份、分散剂PETS：0. 6份。
实施例5，单位：kg
PC：78份、二氧化钛：5份、MBS：7份、玻璃纤维：8份、无卤阻燃剂FR-2025：0.2份、抗滴落剂PTFE：0.3份、抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770：0.2份、分散剂PETS：0.8份。
本发明的无卤阻燃剂FR-2025：属于有机硅类阻燃剂。其阻燃机理是加速催化成碳，在PC表面形成致密的碳层，从而达到阻燃。
相关测试标准：
拉伸强度ASTM/D638，断裂伸长率ASTM/D638，弯曲强度ASTM/D790，悬臂梁缺口冲击强度ASTM/D256，透光率GB 2140-80。
通过上表可知，本发明的技术方案具有优良的性能参数。
参见图1，一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料，复合材料的制备方法，所述方法按照下述步骤进行：
（1）先将PC放入烘箱在120℃烘4个小时，之后将PC、MBS、TiO2按照规定质量份数加入到高速混合机混料，搅拌均匀之后，加入规定质量份数的阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、光稳定剂和分散剂后，混合均匀；
（2）将上述物料加入到双螺杆挤出机中,挤出过程中在玻璃纤维口处加入处理后的玻璃纤维进行挤出。
玻璃纤维的预处理方法为：以无水乙醇为溶剂，配制硅烷偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述硅烷偶联剂的体积比为1：1，随后，将玻璃纤维放置在配置好的硅烷偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与偶联剂的质量之比为98:2，随后将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥60-75分钟，至玻璃纤维干燥，冷却至常温备用。
所述双螺杆挤出机各区温度为，一段：210-215℃；二段：230-245℃；三段：240-255℃；机头220-230℃。挤出料条经过水槽冷却到室温，通过切粒机造粒。
本发明是在已有产品的基础上，通过增强共混加工的方式制备所需的玻纤增强无卤阻燃PC，不仅达到了所要求耐高温、不透光、阻燃效果，还改善了产品的耐应力开裂以及降低了生产成本,在电视机材料中得到了很好的应用，另外无卤阻燃达到了环保要求，燃烧时不挥发，不产生腐蚀性气体，对环境以及对身体的危害很小。

Claims (1)

1.一种用于家用电器的改性PC树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料为以下组分，按质量份计：PC：78份、MBS：7份、二氧化钛：5份、玻璃纤维：8份、无卤阻燃剂FR-2025：0.2份、抗滴落剂PTFE：0.3份、抗氧剂1076：0.2份、光稳定剂770：0.2份、分散剂PETS：0.8份；
玻璃纤维，其预处理方法为：以无水乙醇为溶剂，配制硅烷偶联剂溶液，所述无水乙醇与所述硅烷偶联剂的体积比为1：1，随后，将玻璃纤维放置在配置好的硅烷偶联剂溶液中处理，玻璃纤维与偶联剂的质量之比为98:2，随后将其装于容器中放置干燥烘箱内于110℃-130℃下干燥60-75分钟，至玻璃纤维干燥，冷却至常温备用；
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550，或硅烷偶联剂KH560中的至少一种；
所述的制备方法按照下述步骤进行：
（1）先将PC放入烘箱在120℃烘240分钟，之后将PC、MBS、TiO2按照规定质量份数加入到高速混合机混料，搅拌均匀之后，加入规定质量份数的阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、光稳定剂和分散剂后，混合均匀；
（2）将上述物料加入到双螺杆挤出机中,挤出过程中在玻璃纤维口处加入处理后的玻璃纤维进行挤出；
所述双螺杆挤出机各区温度为，一段：210-215℃；二段：230-245℃；三段：240-255℃；机头220-230℃；挤出料条经过水槽冷却到室温，通过切粒机造粒。
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