CN105440628A - 一种增强阻燃pc/ppo复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强阻燃PC/PPO复合材料,包括以下质量份数的成分:PC为20~30质量份数;PPO为14.9~22质量份数;PC-PPO嵌段共聚物为3~5.2质量份数;SEBS接枝物为5~8质量份数;聚丙烯弹性体接枝物为5~8质量份数;氨基改性硅油为0.5~1质量份数;氨基硅烷偶联剂为0.5~1质量份数;玻璃纤维为20~30质量份数;复合阻燃剂为10.4~13质量份数;抗氧剂为0.3~0.4质量份数;光稳定剂为0.3~0.5质量份数。本发明还公开上了上述复合材料的制备方法,本发明的复合材料具有优良的拉伸性能、刚性和高低温韧性,适于生产具有较高强度和阻燃性能要求的高速交通工具结构部件。
Description
技术领域
本发明涉及工程塑料的改性领域,特别涉及一种增强阻燃PC/PPO复合材料及其制备方法。
背景技术
以双酚A等为原料的芳香族聚碳酸酯(PC)目前是归属于第二大通用工程塑料。PC具有优良的力学性能、光学性能、尺寸稳定性,尤其在低温下仍具有较高的抗冲击韧性。因此,PC在电子电器、建筑、数据光盘、汽车等领域的应用得到了广泛的拓展,其中PC在电子电器、建筑、光盘的应用具有较大优势,由此刺激了国内外PC产能的扩张。预计到2017年,全球聚碳酸酯的产能将达到613.6万吨/年。国内PC的产业化生产也取得了重大突破。中国石化与三菱化学合资建设的燕山石化6万吨/年PC装置2012年投产,预示着中国也将加入这一高性能材料的市场和技术竞争。2014年浙江大学主导的“酯交换反应工艺和催化剂开发”通过成果鉴定,意味着中国已经拥有了PC树脂生产技术的核心竞争力。因此,如何开发应用好这一性能优异的工程塑料是目前工程塑料领域关注的焦点之一。
近年来,由高速铁路引导的我国高速运输系统的变革为新材料的应用开辟了新天地,如果赋予PC类工程塑料新的功能,将能继续拓展PC的应用领域。其主要原因还表现在,PC的加工性能优异;通过改性和增容PC更容易与其他合成树脂复合形成新材料;PC本身具有自熄性,燃烧时会放出CO2,在一定程度上具有阻燃效果。但是,PC的疲劳强度低,易产生应力开裂,对缺口敏感,耐磨性欠佳。其中,PC制品的残余应力和应力开裂问题最为突出,是材料应用领域的大忌。此外,PC的耐化学性、耐候性均不如其他工程塑料。如果将PC应用于高强度的高速运输系统,其强度和阻燃性能还需要大幅度提升。
以2,6-二甲基苯酚氧化耦合制备的聚苯醚具有优良的机械性能、电性能、耐水性、几乎接近热固性塑料的耐热性。此外,PPO具有先天的阻燃性能,稍加改进即可达到V0阻燃级别,优于常见的热塑性塑料,即PPO的阻燃改性成本很低。由此而广泛应用于电子电器、机械制造、化工流体输送、医疗器械等领域。但是,PPO树脂的熔融流动性欠佳;用PPO生产的产品易发生应力开裂;缺口冲击韧性不高;在热加工过程中PPO大分子还会发生一定程度的耦合反应,会进一步恶化PPO的加工性能,进而限制其应用领域的拓展。
近年来,PC和PPO产能的扩大为二者在成本上与PA、PBT等工程塑料的竞争赢得了机会。同时,PC和PPO的共同优势是综合力学性能优良,都具有一定程度的阻燃性能,容易以较低的成本制备出优良的阻燃复合材料。PC耐低温,PPO耐高温,二者均具有一定的极性,在合适的增容体系下又都更容易为玻璃纤维等无机材料所增强。二者致命的缺陷是应力开裂,不利于其作为结构材料长期高负荷使用。因此,获得高强度和高阻燃性能的PC/PPO复合材料以满足高速交通工具结构部件的苛刻性能要求,关键是提高PC与PPO、PC和PPO与玻璃纤维的相容性,消除基础树脂PC和PPO应力开裂在复合材料中的风险。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本发明的目的在于一种增强阻燃PC/PPO复合材料,具有优良的拉伸强度、刚性和高低温韧性以及阻燃性能。
本发明的另一目的在于提供上述增强阻燃PC/PPO复合材料的制备方法,工艺简单,可操作性强,具备产业化应用的优势。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种增强阻燃PC/PPO复合材料,包括以下质量份数的成分:
上述PC树脂为芳香族聚碳酸酯树脂,其重均分子量为12,000~40,000。
上述PPO树脂的特征粘度为0.2~0.6dL/g。
上述PC-PPO嵌段共聚物中PC链段的长度在30~100之间,PPO链段的长度在20~30之间。
上述SEBS接枝物为SEBS接枝马来酸酐,接枝率为0.5~2.0(质量)%。
上述聚丙烯弹性体接枝物为乙烯含量在10~20(摩尔)%的无规共聚聚丙烯与马来酸酐和苯乙烯的接枝物,其中马来酸酐的接枝率为0.5~1.0(质量)%,苯乙烯接枝率为3~5(质量)%。
上述氨基改性硅油粘度在1000~2000cSt之间,氨化率1.5~2.5(质量)%。
上述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或其组合。
上述玻璃纤维可以是无碱热塑性塑料用合股无捻粗纱(短切)。
上述复合阻燃剂由主阻燃剂溴化聚苯乙烯、阻燃协效剂三氧化二锑(Sb2O3)组成。需要在研磨机上掺混研磨15分钟。溴化聚苯乙烯和Sb2O3的质量比例为10:3。
上述抗氧剂为抗氧剂1098(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺与抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)的复配物,二者的质量比例为0.5:1.2~1.5:0.8。
上述光稳定剂为光稳定剂944(聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]})。
上述增强阻燃PC/PPO复合材料的制备方法包括下述步骤:
(1)预混:将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为30~50℃,转速为100~500转/分钟,混合时间为1~5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30~40℃,转速为50~100转/分钟,混合时间为5~15分钟,成为B料;
(2)挤出造粒:将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为35~45的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为100~300转/分钟,主喂料机转速为10~60转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。
本发明的原理如下:本发明采用普通PC和PPO树脂作为改性基体树脂,采用SEBS接枝物作为增韧剂,采用PC-PPO嵌段共聚物作为增容剂,采用氨基改性硅油和氨基硅烷偶联剂作为玻璃纤维的改性剂处理增强剂玻璃纤维,添加溴化聚苯乙烯-三氧化二锑复合阻燃剂,通过双螺杆挤出机的反应混炼,可以获得力学性能更高、具有良好阻燃性能和加工性能的复合材料,用于汽车结构件的生产,能够适应更广阔地理区域的行车环境。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
(1)本发明制备的强阻燃PC/PPO复合材料,具有优良的拉伸强度、刚性和高低温韧性以及阻燃性能。
(2)本发明添加的PC-PPO嵌段共聚物对PC和PPO来说具有良好的增容作用,且能够明显改善PPO的加工流动性能。添加的SEBS接枝物和聚丙烯弹性体接枝物具有较高的反应活性,既能够有效改善PC与PPO、PC和PPO与玻璃纤维的亲和力,也能促进阻燃剂Sb2O3在基体树脂中的分散,更能够赋予刚性极强的PC和PPO树脂良好的韧性,其中聚丙烯弹性体接枝物还能够有效增强复合材料的耐应力开裂性能。
(3)本发明为了显著改善复合材料的强度,同时对PC/PPO合金实施了玻璃纤维增强措施,氨基硅油和氨基硅烷偶联剂的双重偶联分散处理,赋予玻璃纤维更佳的分散效果和更好的亲和作用,复合材料的拉伸强度、刚性和抗冲击强度得到了大幅度提高。溴化聚苯乙烯与Sb2O3复合使用,加之基体树脂PC和PPO的自身阻燃作用,能够使材料的阻燃成本降到最低。由于加入了氨基硅油能够有效防止玻璃纤维外露,进一步消除了对复合材料性能的负面影响。采用本发明所制备的PC/PPO复合材料,具有更好的力学性能和阻燃性能,适应于制备高速交通工具的结构部件。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在实施例中,PC选用日本帝人公司的K1285,重均分子量为12,000-25,000;PPO选用蓝星化工新材料股份有限公司芮城分公司生产的特性粘度为0.45dL/g;PC-PPO嵌段共聚物为中国蓝星(集团)股份有限公司试制,其中PC链段的长度在50~80之间,PPO链段的长度在20~30之间;SEBS接枝物选用美国科腾公司的FG901G,接枝率为1.0~1.7(质量)%;自制聚丙烯弹性体接枝物,无规共聚聚丙烯弹性体为美国埃克森美孚生产的乙烯含量为15(摩尔)%左右的Vistamaxx6202,复合接枝反应后接枝物中马来酸酐的接枝率为0.5~1.0(质量)%,苯乙烯接枝率为3~5(质量)%;自制氨基改性硅油,粘度在1000~2000cSt之间,氨化率2.0(质量)%;氨基硅烷偶联剂购自南京经天纬化工有限公司(γ-氨丙基三乙氧基硅烷,商品名KH550;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,商品名KH570);玻璃纤维为巨石集团有限公司生产的无碱热塑性塑料用合股无捻粗纱988A(长纤短切);溴化聚苯乙烯为潍坊市鲁明化工有限公司生产,溴含量高于66.0(质量)%;三氧化二锑采用湖南安化华宇锑业有限公司生产的纯度大于98质量%的三氧化二锑;抗氧剂1098和抗氧剂1076为汽巴公司生产;光稳定剂944为汽巴公司生产。
制备方法包括步骤:
(1)预混:将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为30~50℃,转速为100~500转/分钟,混合时间为1~5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30~40℃,转速为50~100转/分钟,混合时间为5~15分钟,成为B料;
(2)挤出造粒:将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为35~45的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为100~300转/分钟,主喂料机转速为10~60转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。
将干燥后的增强阻燃PC/PPO复合材料粒料在250~270℃下注塑成国家标准规定的测试样条,分别测试拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、阻燃性能。
本发明所涉及的增强阻燃PC/PPO复合材料的力学性能和阻燃性能均采用国家标准进行测试。玻璃纤维含量采用马弗炉烧灼称重的方法,最高烧灼温度为800℃。
实施例1
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为30份,PPO质量份数为22份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为3份,SEBS接枝物质量份数为8份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为5份,氨基硅油质量份数为0.5份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为0.5份,短切玻璃纤维质量份数为20份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.15份,抗氧剂1076质量份数为0.15份,光稳定剂质量份数为0.3份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为35℃,转速为200转/分钟,混合时间为3.5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30℃,转速为50转/分钟,混合时间为15分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为160转/分钟,主喂料机转速为18转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
实施例2
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为23.5份,PPO质量份数为17.5份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为3份,SEBS接枝物质量份数为8份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为6份,氨基硅油质量份数为0.5份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为0.5份,短切玻璃纤维质量份数为30份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.15份,抗氧剂1076质量份数为0.15份,光稳定剂质量份数为0.3份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为32℃,转速为300转/分钟,混合时间为2分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为35℃,转速为60转/分钟,混合时间为12分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为165转/分钟,主喂料机转速为20转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
实施例3
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为28份,PPO质量份数为20.5份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为5.2份,SEBS接枝物质量份数为5份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为1份,短切玻璃纤维质量份数为20份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为33℃,转速为300转/分钟,混合时间为1.5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为40℃,转速为85转/分钟,混合时间为10分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为170转/分钟,主喂料机转速为25转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
实施例4
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为21.5份,PPO质量份数为16份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为5份,SEBS接枝物质量份数为6.2份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为1份,短切玻璃纤维质量份数为30份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为40℃,转速为400转/分钟,混合时间为1.5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为40℃,转速为100转/分钟,混合时间为10分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为155转/分钟,主喂料机转速为12转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
实施例5
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为26.4份,PPO质量份数为19.5份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为5.2份,SEBS接枝物质量份数为5份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH570质量份数为1份,短切玻璃纤维质量份数为20份,溴化聚苯乙烯质量份数为10份,三氧化二锑质量份数为3份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为31℃,转速为150转/分钟,混合时间为5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30℃,转速为100转/分钟,混合时间为13分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为162转/分钟,主喂料机转速为19转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
实施例6
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为20份,PPO质量份数为14.9份,PC-PPO嵌段共聚物质量份数为5份,SEBS接枝物质量份数为6.2份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH570质量份数为1份,短切玻璃纤维质量份数为30份,溴化聚苯乙烯质量份数为10份,三氧化二锑质量份数为3份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为34℃,转速为180转/分钟,混合时间为4分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为33℃,转速为90转/分钟,混合时间为11分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为163转/分钟,主喂料机转速为19转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。
对比例1
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为31份,PPO质量份数为23份,SEBS接枝物质量份数为5份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为0.7份,短切玻璃纤维质量份数为20份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为30℃,转速为200转/分钟,混合时间为3分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为35℃,转速为100转/分钟,混合时间为10分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为165转/分钟,主喂料机转速为20转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。可知,如果在共混体系中不加入PC-PPO嵌段共聚物,即使用含量较高的偶联剂KH550处理玻璃纤维,并加入足够量的弹性体希望提高韧性,所得复合材料的拉伸强度和冲击韧性仍然明显低于实施例。这说明PC-PPO嵌段共聚物作为相容剂的作用显著。
对比例2
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为25.3份,PPO质量份数为18.7份,SEBS接枝物质量份数为5份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH570质量份数为0.7份,短切玻璃纤维质量份数为30份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为32℃,转速为210转/分钟,混合时间为2.5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30℃,转速为60转/分钟,混合时间为12分钟,成为B料。将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,玻璃纤维等B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为170转/分钟,主喂料机转速为18转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试增强阻燃PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。可知,如果在共混体系中不加入PC-PPO嵌段共聚物,即使用含量较高的偶联剂KH550处理玻璃纤维,玻璃纤维含量增加,并加入足够量的弹性体希望提高韧性,所得复合材料的拉伸强度和冲击韧性也不理想。这说明加入PC-PPO嵌段共聚物是必要的,否则PPO和玻璃纤维更多的是起到填料作用。
对比例3
按照以下配比的称取各原料:PC质量份数为42.5份,PPO质量份数为31.5份,SEBS接枝物质量份数为5份,聚丙烯弹性体接枝物质量份数为8份,氨基硅油质量份数为1份,氨基硅烷偶联剂KH550质量份数为0.7份,溴化聚苯乙烯质量份数为8份,三氧化二锑质量份数为2.4份,抗氧剂1098质量份数为0.2份,抗氧剂1076质量份数为0.2份,光稳定剂质量份数为0.5份。将PC、PPO、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、溴化聚苯乙烯、三氧化二锑、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂、抗氧剂、光稳定剂等依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为30℃,转速为250转/分钟,混合时间为2.5分钟。将预混合的物料从主喂料机加入长径比为40的双螺杆挤出机,熔融挤出造粒,螺杆转速为160转/分钟,主喂料机转速为18转/分钟。挤出机各段温度为200~260℃。拉条过水切粒。
测试PC/PPO复合材料的性能,测试结果见表1。可知,如果在共混体系中不加入PC-PPO嵌段共聚物,也不添加玻璃纤维,挤出造粒所得产物只是PC和PPO的共混物,其强度和韧性明显低于实施例,很难作为工程塑料获得应用价值。
表1增强阻燃PC/PPO复合材料配比和性能
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,包括以下质量份数的成分:
2.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述PC-PPO嵌段共聚物中PC链段的长度在30~100之间,PPO链段的长度在20~30之间。
3.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述SEBS接枝物为SEBS接枝马来酸酐,接枝率为0.5~2.0wt%。
4.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述聚丙烯弹性体接枝物为聚丙烯弹性体乙烯含量在10~20mol%的无规共聚聚丙烯接枝马来酸酐和苯乙烯,其中马来酸酐的接枝率为0.5~1.0wt%,苯乙烯接枝率为3~5wt%。
5.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述氨基硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述阻燃剂为复合阻燃剂,由主阻燃剂溴化聚苯乙烯、阻燃协效剂三氧化二锑组成;所述溴化聚苯乙烯和三氧化二锑的质量比例为10:3。
7.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺与β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的复配物;所述N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺与β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的质量比为0.5:1.2~1.5:0.8。
8.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述光稳定剂为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}。
9.根据权利要求1所述的增强阻燃PC/PPO复合材料,其特征在于,所述PC树脂为芳香族聚碳酸酯树脂,其重均分子量为12,000~40,000;所述PPO树脂的特征粘度为0.2~0.6dL/g;所述氨基改性硅油粘度在1000~2000cSt之间,氨化率1.5~2.5wt%。
10.权利要求1~9任一项所述的增强阻燃PC/PPO复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)预混:将PC树脂、PPO树脂、PC-PPO嵌段共聚物、SEBS接枝物、聚丙烯弹性体接枝物、复合阻燃剂、抗氧剂、光稳定剂依次加入高速混合机进行预混合,混合温度为30~50℃,转速为100~500转/分钟,混合时间为1~5分钟,成为A料;再将玻璃纤维、氨基改性硅油、氨基硅烷偶联剂加入低速混合机掺混,混合温度为30~40℃,转速为50~100转/分钟,混合时间为5~15分钟,成为B料;
(2)挤出造粒:将预混合的物料A从主喂料机加入长径比为35~45的双螺杆挤出机,B料从侧喂料机计量加入,熔融挤出造粒,螺杆转速为100~300转/分钟,主喂料机转速为10~60转/分钟;挤出机各段温度为200~260℃;拉条过水切粒。
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