CN104672843A - 无卤阻燃抗静电改性pc及其制备方法 - Google Patents

无卤阻燃抗静电改性pc及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃抗静电改性PC及其制备方法。本发明的无卤阻燃抗静电改性PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂60%～90%、无卤阻燃母粒2%～5%、抗静电母粒3%～8%、填料5%～20%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.1%～1.5%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的无卤阻燃抗静电改性PC，具有无卤环保阻燃性能，其阻燃效率高和达到UL94V-0等级，而且具有优异的强度、刚度及耐热性，且抗静电性能好（可使制品表面电阻达到108 ～ 10Ω），可在汽车、电子电器、机械零部件、光学仪器、建筑材料等方面应用具有很好的前景。

Description

无卤阻燃抗静电改性PC及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃抗静电改性PC及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优良的工程塑料，抗冲击性能居热塑性塑料之首，尺寸稳定性好，热变形温度高（130℃～140℃），其它如耐侯性及电性能也都十分优异。在汽车、电子、家电、建筑等行业都得到了大量的应用。PC的氧指数达24%左右，离火能自熄，市面上商品化的PC按照美国UL94标准进行阻燃性能评价，基本都符合V-2等级要求。为达到V-0级别，只需添加少量的卤系阻燃剂即可，如四溴双酚A（TBBPA）、十溴二苯醚（DBDPO）、聚二溴苯醚（PDBPO）、十四溴二苯氧基苯（DBDPOB）等。但由于添加量少，阻燃剂又为粉体，因此阻燃剂在PC中难以分布均匀，这带来了阻燃效果的不稳定性，且卤系阻燃剂裂解时产生的腐蚀性气体易导致电子电气设备关键部件的失灵，因此，无卤、抑烟、低毒、高效化、多功能复合化的阻燃改性成为了社会关注的热点。而且由于PC制品在使用过程中容易产生静电积累，造成吸尘、电击，甚至产生火花后导致爆炸等恶性事故，因此，对其进行抗静电改性也是非常必要的，由于PC的加工温度和玻璃化温度较高，采用常规抗静电剂难以达到预期的效果，而且直接添加抗静电剂还可能导致与基体树脂的相容性差、分散不均、抗静电效果不好和影响产品质量等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤阻燃抗静电改性PC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：无卤阻燃抗静电改性PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂60%～90%、无卤阻燃母粒2%～5%、抗静电母粒3%～8%、填料5%～20%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.1%～1.5%。
所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。
所述的无卤阻燃母粒是由PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成而制得的无卤阻燃母粒。
所述的抗静电母粒是由PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成的抗静电母粒。
所述的填料为有机蒙脱土、纳米碳酸钙、气相纳米二氧化硅、滑石粉、玻璃纤维中的一种，其表面经偶联剂处理过，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。
所述的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。
所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
上述的无卤阻燃抗静电改性PC的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，填料在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；
（2）、制备无卤阻燃母粒：按重量配比称取PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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无卤阻燃母粒，待用；
（3）、制备抗静电母粒：按重量配比称取PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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抗静电母粒，待用；
（4）、按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，搅拌5～30分钟，使充分混合均匀后出料；
（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无卤阻燃抗静电改性PC。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的无卤阻燃抗静电改性PC，具有无卤环保阻燃性能，其阻燃效率高和达到UL94 V-0等级，而且具有优异的强度、刚度及耐热性，且抗静电性能好（可使制品表面电阻达到108～10Ω），可在汽车、电子电器、机械零部件、光学仪器、建筑材料等方面应用具有很好的前景。
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：
一种无卤阻燃抗静电改性PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂75%、无卤阻燃母粒3%、抗静电母粒6%、表面经钛酸酯偶联剂处理过的纳米碳酸钙15%、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%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.6%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。所述的无卤阻燃母粒是由PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成而制得的无卤阻燃母粒。所述的抗静电母粒是由PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成的抗静电母粒。
制备方法：（1）、将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，表面经钛酸酯偶联剂处理过的纳米碳酸钙在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、制备无卤阻燃母粒：按重量配比称取PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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无卤阻燃母粒，待用；（3）、制备抗静电母粒：按重量配比称取PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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抗静电母粒，待用；（4）、按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，搅拌5～30分钟，使充分混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无卤阻燃抗静电改性PC。
实施例2：
一种无卤阻燃抗静电改性PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂66%、无卤阻燃母粒5%、抗静电母粒8%、表面经铝钛复合偶联剂处理过的滑石粉20%、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0.5%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.5%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。所述的无卤阻燃母粒是由PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成而制得的无卤阻燃母粒。所述的抗静电母粒是由PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成的抗静电母粒。
制备方法：（1）、将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，表面经铝钛复合偶联剂处理过的滑石粉在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、制备无卤阻燃母粒：按重量配比称取PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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无卤阻燃母粒，待用；（3）、制备抗静电母粒：按重量配比称取PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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抗静电母粒，待用；（4）、按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，搅拌5～30分钟，使充分混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无卤阻燃抗静电改性PC。

Claims (7)

1.一种无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC树脂60%～90%、无卤阻燃母粒2%～5%、抗静电母粒3%～8%、填料5%～20%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.1%～1.5%。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，所述的无卤阻燃母粒是由PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成而制得的无卤阻燃母粒。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，所述的抗静电母粒是由PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）5wt%组成的抗静电母粒。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，所述的填料为有机蒙脱土、纳米碳酸钙、气相纳米二氧化硅、滑石粉、玻璃纤维中的一种，其表面经偶联剂处理过，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，所述的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所述的无卤阻燃抗静电改性PC，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗静电改性PC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，填料在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；
（2）、制备无卤阻燃母粒：按重量配比称取PC树脂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%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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无卤阻燃母粒，待用；
（3）、制备抗静电母粒：按重量配比称取PC树脂30wt%、烷基苯磺酸钠40wt%、硬脂酸单甘酯（GMS）25wt%和季戊四醇硬脂酸酯（PETS）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抗静电母粒，待用；
（4）、按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，搅拌5～30分钟，使充分混合均匀后出料；
（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无卤阻燃抗静电改性PC。
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