CN104419161A - 阻燃增韧增强聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃增韧增强聚碳酸酯及其制备方法。本发明的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯60%～80%、阻燃母粒5%～15%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～15%、相容剂1%～3%、复合抗氧剂0.1%～0.5%、偶联剂0.5%～1.5%、其它助剂0.1%～2%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的阻燃增韧增强聚碳酸酯，具有无卤环保阻燃性能，其阻燃效率高和达到UL94V-0等级，而且冲击韧性、刚性及耐热性优良，兼阻燃、增韧、增强多功能改性效果好，并保持良好的机械、化学及电性能等优点，可广泛应用于电子电器、汽车、机械、化工、建筑、医疗体育器械、光学仪器等方面，具有很好的前景。

Description

阻燃增韧增强聚碳酸酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种阻燃增韧增强聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）具有突出的冲击性能、透明性、尺寸稳定性，优良的力学性能和电性能，较高的玻璃化转变温度（140℃～150℃）、热变形温度（132℃～138℃），以及较宽的使用温度范围（-60℃～120℃）广泛应用于电子电气、建筑、包装、医疗器械、光学仪器、交通运输等领域。但它也存在一点缺点，如阻燃性不高（氧指数为21%～24%）、不能满足高阻燃性能的市场需求，加工性能差、容易应力开裂，耐缺口比较敏感，耐化学药品性差等。因此，对聚碳酸酯进行必要的功能改性是弥补其性能上的不足、实现高性能化、降低生产成本和拓宽应用领域的有效途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃增韧增强聚碳酸酯及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：阻燃增韧增强聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯60%～80%、阻燃母粒5%～15%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～15%、相容剂1%～3%、复合抗氧剂0.1%～0.5%、偶联剂0.5%～1.5%、其它助剂0.1%～2%。
所述的阻燃母粒是由聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%组成而制得的阻燃母粒。
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、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中的一种。
所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）。
所述的复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。
所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
所述的其它助剂为耐水解剂或/和润滑剂，其中耐水解剂优选双酚A双缩水甘油醚，润滑剂优选季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
上述的阻燃增韧增强聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃温度下干燥30～45分钟，待用；
（2）、制备阻燃母粒：按重量配比称取聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%，加入高速混合器中搅拌均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出、冷却切粒并干燥后制得阻燃母粒，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌5～40分钟，得到表面活化处理纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（4）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯、阻燃母粒和步骤（3）得到的表面活化处理纳米碳酸钙，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取的增韧剂、相容剂、复合抗氧剂、、其它助剂，搅拌5～30分钟，使混合均匀后出料；
（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的阻燃增韧增强聚碳酸酯。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的阻燃增韧增强聚碳酸酯，具有无卤环保阻燃性能，其阻燃效率高和达到UL94 V-0等级，而且冲击韧性、刚性及耐热性优良，兼阻燃、增韧、增强多功能改性效果好，并保持良好的机械、化学及电性能等优点，可广泛应用于电子电器、汽车、机械、化工、建筑、医疗体育器械、光学仪器等方面，具有很好的前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种阻燃增韧增强聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯65%、阻燃母粒8%、纳米碳酸钙12%、甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物10%、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）2%、复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物0.2%、钛酸酯偶联剂1%、双酚A双缩水甘油醚1%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.8%。其中，所述的阻燃母粒是由聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%组成而制得的阻燃母粒。
制备方法：（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃温度下干燥30～45分钟，待用；（2）、制备阻燃母粒：按重量配比称取聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%，加入高速混合器中搅拌均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出、冷却切粒并干燥后制得阻燃母粒，待用；（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和钛酸酯偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌5～40分钟，得到表面活化处理纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；（4）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯、阻燃母粒和步骤（3）得到的表面活化处理纳米碳酸钙，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）、复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物、双酚A双缩水甘油醚、季戊四醇硬脂酸酯（PETS），搅拌5～30分钟，使混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的阻燃增韧增强聚碳酸酯。
实施例2：
一种阻燃增韧增强聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯70%、阻燃母粒5%、纳米碳酸钙10%、乙烯-丙烯酸酯共聚物10%、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）2%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物0.4%、铝钛复合偶联剂1%、双酚A双缩水甘油醚0.6%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）1%。其中，所述的阻燃母粒是由聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%组成而制得的阻燃母粒。
制备方法：（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃温度下干燥30～45分钟，待用；（2）、制备阻燃母粒：按重量配比称取聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%，加入高速混合器中搅拌均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出、冷却切粒并干燥后制得阻燃母粒，待用；（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和铝钛复合偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌5～40分钟，得到表面活化处理纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；（4）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯、阻燃母粒和步骤（3）得到的表面活化处理纳米碳酸钙，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）、复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物、双酚A双缩水甘油醚、季戊四醇硬脂酸酯（PETS），搅拌5～30分钟，使混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的阻燃增韧增强聚碳酸酯。

Claims (8)

1.一种阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯60%～80%、阻燃母粒5%～15%、纳米碳酸钙5%～15%、增韧剂5%～15%、相容剂1%～3%、复合抗氧剂0.1%～0.5%、偶联剂0.5%～1.5%、其它助剂0.1%～2%。
2.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，所述的阻燃母粒是由聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%组成而制得的阻燃母粒。
3.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，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、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中的一种。
4.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）。
5.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，所述的复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。
6.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
7.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯，其特征在于，所述的其它助剂为耐水解剂或/和润滑剂，其中耐水解剂优选双酚A双缩水甘油醚，润滑剂优选季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
8.根据权利要求1所述的阻燃增韧增强聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在80℃～85℃温度下干燥30～45分钟，待用；
（2）、制备阻燃母粒：按重量配比称取聚碳酸酯30wt%、聚二甲基硅氧烷（PDMS）50wt%、二苯基砜基磺酸钾（KSS）5wt%、聚四氟乙烯（PTFE）10wt%和TAS-2A分散剂5wt%，加入高速混合器中搅拌均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出、冷却切粒并干燥后制得阻燃母粒，待用；
（3）、按重量配比称取干燥的纳米碳酸钙和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌5～40分钟，得到表面活化处理纳米碳酸钙，然后冷却至低于40℃出料，待用；
（4）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯、阻燃母粒和步骤（3）得到的表面活化处理纳米碳酸钙，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取的增韧剂、相容剂、复合抗氧剂、、其它助剂，搅拌5～30分钟，使混合均匀后出料；
（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在250℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的阻燃增韧增强聚碳酸酯。
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