CN105924922A - 一种透明阻燃pc复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种透明阻燃pc复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透明阻燃PC复合材料及其制备方法。透明阻燃PC复合材料按质量百分比由以下组分组成：芳香族PC48‑75％；硅氧烷‑PC共聚物10‑20％；PETG树脂5‑20％；阻燃剂5‑10％；抗氧剂0.2‑1％；润滑剂0.2‑1％。本发明制备的透明阻燃PC复合材料采用PC/Si‑Pc/PETG共混，很好结合了三种材料的优点，具有流动性好、可低温注塑，透明度高，耐磨性好，耐化学溶剂等特点，极大地扩展了透明阻燃PC复合材料的应用范围。

Description

一种透明阻燃PC复合材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料，尤其涉及一种透明阻燃PC复合材料及其制备方法。
[背景技术]
聚碳酸酯(PC)是性能优异的工程塑料，具有透明度高、尺寸稳定性好、抗蠕变和吸水率低等优点，特别是在透明类塑料中，具有高的冲击强度和韧性，但是PC的熔体粘度大，流动性差，耐磨性差，尤其是耐溶剂性差，易应力开裂，在溶剂环境下易发生开裂和溶胀，且加工温度偏高，限制了PC的应用范围。
聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)是一种环保的新型透明材料，具有很好的耐溶剂性、弯折不泛白、流动性好、透明度高、出色的加工成型和二次加工性能等优点。
硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物(Si-PC)是一种环保的新型透明材料，具有很好的耐溶剂性和耐磨性等优点。
在PC复合材料中能同时达到透明度高、阻燃性能、力学性能、耐溶剂性能、耐磨性能和可低温注塑等综合性能优异的材料相当少。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种可低温注塑、耐磨性好、耐化学溶剂的透明阻燃PC复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种透明阻燃PC复合材料，按质量百分比由以下组分组成：
以上所述的透明阻燃PC复合材料，所述的芳香族PC为双酚A型聚碳酸酯,重均分子量为2万-3万。
以上所述的透明阻燃PC复合材料，所述的硅氧烷-PC共聚物为硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物，重均分子量为2万-4万。
以上所述的透明阻燃PC复合材料，所述的PETG树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，重均分子量为1-3万。
以上所述的透明阻燃PC复合材料，所述的阻燃剂为2,4,6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物，按质量比，溴含量为58％。
以上所述的透明阻燃PC复合材料，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂的复配，主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯；润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯。
一种上述透明阻燃PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述的质量百分比称取各组分，将称取的芳香族PC、硅氧烷-PC共聚物、PETG树脂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂在混合机中混合5-10分钟；
步骤二、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到所述的透明阻燃PC复合材料；
步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区220-240℃；二区240-265℃；三区240-265℃；四区240-265℃；五区240-265℃，六区240-265℃，七区240-265℃，八区240-265℃，机头温度240-265℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min。
本发明制备的透明阻燃PC复合材料采用PC/Si-Pc/PETG共混，很好结合了三种材料的优点，具有流动性好、可低温注塑，透明度高，耐磨性好，耐化学溶剂等特点，极大地扩展了透明阻燃PC复合材料的应用范围。
[具体实施方式]
下面通过实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例的可低温注塑的透明阻燃PC复合材料，按质量百分比含量由以下组分组成：
其中，芳香族PC为双酚A型聚碳酸酯,重均分子量为2万-3万。
硅氧烷-PC共聚物为硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物，重均分子量为2万-4万。
PETG树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，重均分子量为1-3万。
阻燃剂为2,4,6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物，按质量比，溴含量为58％。
抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂的复配，主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯；润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯。
在以下实施例中，
芳香族PC为双酚A型PC,选自帝人(商品名：L-1225Y)；
硅氧烷-PC共聚物选自沙伯基础创新(商品名：EXL 6414)；
PETG选自伊士曼(商品名：BR003)；
阻燃剂选用美国大湖(商品名：BC-58)
主抗氧剂选用汽巴1076，辅助抗氧剂选用汽巴168；
润滑剂选用季戊四醇硬脂酸酯(商品名：科宁PETS P861)。
本发明以下实施案例的透明阻燃PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、按上述的质量百分比依次称取各组分，将称取的PC、硅氧烷-PC共聚物、PETG、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中混合5-10分钟；
步骤二、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到透明耐磨耐化学PC复合材料粒料；其中，步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区220-240℃；二区240-265℃；三区240-265℃；四区240-265℃；五区240-265℃，六区240-265℃，七区240-265℃，八区240-265℃，机头温度240-265℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min；
步骤三、将制得的透明阻燃PC复合材料在温度为90-100℃的干燥箱中干燥3-6小时。
对比例1：
按质量，将99.5份PC、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC材料粒料在温度为120℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
对比例2：
按质量，将89.5份PC、10份硅氧烷-PC共聚物、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC材料粒料在温度为120℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
对比例3：
按质量，将94.5份PC、5份PETG,0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的PC材料在温度为120℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
实施例1：
按质量，将79.5份PC、10份硅氧烷-PC共聚物、5份PETG、阻燃剂5份、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的材料在温度为120℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
实施例2：
按质量，将59.5份PC、10份硅氧烷-PC共聚物、20份PETG、阻燃剂10份、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的材料在温度为90℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
实施例3：
按质量，将69.5份PC、20份硅氧烷-PC共聚物、5份PETG、5份阻燃剂BC-58、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的材料粒料在温度为110℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
实施例4：
按质量，将64.5份PC、20份硅氧烷-PC共聚物、10份PETG、5份阻燃剂BC-58、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的材料粒料在温度为110℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
实施例5：
按质量，将49.5份PC、20份硅氧烷-PC共聚物、20份PETG、10份阻燃剂BC-58、0.1份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.2份润滑剂PETS放入高速混合机内，室温下混合5分钟取出；将上述均匀混合的共混料通过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却、造粒，并将得到的材料粒料在温度为100℃的干燥箱中干燥3小时。得到透明阻燃PC复合材料。
耐化学溶剂测试方法：
将制得的透明耐磨耐化学PC复合材料注塑成型成标准尺寸10cm×10cm×2mm的样板，把样板放入化学溶剂中浸泡10分钟，然后取出自然干燥。所用的化学溶剂可以是汽油、冰醋酸、苯甲酸、甲苯、二氯化碳或四氯化碳等。
样板干燥后，做落球冲击测试。一个重量为2kg的钢球从1米的高度自由落体冲击样板中心位置。测试样板数量为30个。样板开裂率即衡量PC材料耐化学溶剂性能优劣。
开裂率＝开裂的样板数/测试样板总数×100％
将对比例1至3及实施例1至5中制得的透明阻燃PC复合材料在注塑机上注塑成型为标准试样，测试性能按表1测定：
表1
测试标准为GB/T2410；铅笔硬度的测试标准为GB/T6739；熔体流动速率的测试标准为GB/T3682(260℃/5kg)；开裂率(％)耐化学溶剂测试所使用的化学溶剂为冰醋酸。
通过表1可以看出，硅氧烷-PC共聚物提高了材料的耐磨性能和耐化学溶剂性能，PETG树脂提高了材料的流动性、耐化学溶剂性能，阻燃剂提高了材料的阻燃性能。本发明制得的透明阻燃PC复合材料具有可低温注塑(流动性好)、透明度高，耐磨性好(铅笔硬度高)和耐化学溶剂性能等优点。
以上本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种透明阻燃PC复合材料，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的透明阻燃PC复合材料，其特征在于，所述的芳香族PC为双酚A型聚碳酸酯,重均分子量为2万-3万。
3.根据权利要求1所述的透明阻燃PC复合材料，其特征在于，所述的硅氧烷-PC共聚物为硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物，重均分子量为2万-4万。
4.根据权利要求1所述的透明阻燃PC复合材料，其特征在于，所述的PETG树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，重均分子量为1-3万。
5.根据权利要求1所述的透明阻燃PC复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为2,4,6-三溴苯氧基封端四溴双酚A碳酸酯齐聚物，按质量比，溴含量为58％。
6.根据权利要求1所述的透明阻燃PC复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂与辅助抗氧剂的复配，主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯；润滑剂是季戊四醇硬脂酸酯。
7.一种权利要求1所述透明阻燃PC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按权利要求1所述的质量百分比称取各组分，将称取的芳香族PC、硅氧烷-PC共聚物、PETG树脂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂在混合机中混合5-10分钟；
步骤二、通过双螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，得到所述的透明阻燃PC复合材料；
步骤二中双螺杆挤出机的温度设置为：一区220-240℃；二区240-265℃；三区240-265℃；四区240-265℃；五区240-265℃，六区240-265℃，七区240-265℃，八区240-265℃，机头温度240-265℃，挤出机螺杆转速控制在250-300r/min。
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