CN106280378A - 一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法，通过在配方中加入活性聚磷酸铵、红磷、复配抗氧剂、三聚氰胺氰尿酸、光稳定剂等，利用三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料混合，且对三段式搅拌的搅拌时间和搅拌速度严格把控，三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料可以起到“协同增效”的效果，从而能进一步提高免喷涂聚碳酸酯组合物的表面形貌，可以使本发明制得的免喷涂聚碳酸酯组合物不仅具有良好的表面强度与表面光泽度，同时还具有较高的阻燃性能及耐热时间，经过试验证明，阻燃性能最高能达到V‑0级，耐热性能达到在150℃±5℃的环境下进行烘烤22min后才出现变色现象。

Description

一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法。
背景技术
高光免喷涂塑料为具有高表面质量的工程塑料，其表面具有高光，高硬度的特性，可避免喷漆等后加工工艺，节省成本。
目前，市场上的高光免喷涂产品，主要有ABS、PC等工程塑料，此类塑料表面硬度较低，热变形温度低，材料易变形，因此无法广泛应用。高光免喷涂的增强型聚碳酸酯组合物不仅具有优异的表面硬度与光泽，还具有耐热高、变形量小等优点。
而目前市面上的免喷涂聚碳酸酯都是通过常规的配方及加工工艺制得的，其阻燃性能和耐热性能有待改善。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种免喷涂聚碳酸酯组合物，其特征在于：原料配方为：
聚碳酸酯 88重量份；
活性聚磷酸铵 4重量份；
红磷 1重量份；
复配润滑剂 0.5重量份；
三聚氰胺氰尿酸 5重量份；
复配抗氧剂 1重量份；
增韧剂 0.2重量份；
光稳定剂 0.3重量份；
其中，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，分子量为26000-40000；
其中，以上各组份的质量百分数之和为100%。
所述的复配抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1：1~1：3的重量比组成。
一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎后备用；
2）将红磷及复配润滑剂加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，得到一号混合料；
3）将复配抗氧剂、增韧剂、光稳定剂及粉状聚碳酸酯加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为40min，得到二号混合料；
4）将步骤2）和步骤3）得到的一号混合料、二号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为40min；
5) 在步骤4）搅拌完成后，加入活性聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸进行三段式搅拌，第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为18min，第二段搅拌的搅拌速度为270r/min，搅拌时间为11min，第三段搅拌的搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2h；
6）将步骤5）得到的混合均匀的物料放入工程塑料挤出机进行挤出造粒，得到免喷涂聚碳酸酯组合物；其中所述独立段的挤出温度为270℃，加注段的挤出温度为300℃，啮合段的挤出温度为320℃，挤出造粒加工时的真空度为0.6MPa-0.8MPa。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种免喷涂聚碳酸酯组合物及其制备方法，通过在配方中加入活性聚磷酸铵、红磷、复配抗氧剂、三聚氰胺氰尿酸、光稳定剂等，并通过3个步骤将所有原料分别制成粉状聚碳酸酯、一号混合料、二号混合料，然后将一号混合料和二号混合料混合后再加入三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸铵进行三段式搅拌；利用三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料混合，且对三段式搅拌的搅拌时间和搅拌速度严格把控，三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料可以起到“协同增效”的效果，从而能进一步提高免喷涂聚碳酸酯组合物的表面形貌，可以使本发明制得的免喷涂聚碳酸酯组合物不仅具有良好的表面强度与表面光泽度，同时还具有较高的阻燃性能及耐热时间，经过试验证明，阻燃性能最高能达到V-0级，耐热性能达到在150℃±5℃的环境下进行烘烤22min后才出现变色现象。
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
一种免喷涂聚碳酸酯组合物，其特征在于：原料配方为：
聚碳酸酯 88重量份；
活性聚磷酸铵 4重量份；
红磷 1重量份；
复配润滑剂 0.5重量份；
三聚氰胺氰尿酸 5重量份；
复配抗氧剂 1重量份；
增韧剂 0.2重量份；
光稳定剂 0.3重量份；
其中，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，分子量为26000-40000；
其中，以上各组份的质量百分数之和为100%。
所述的复配抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1：1~1：3的重量比组成。
一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎后备用；
2）将红磷及复配润滑剂加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，得到一号混合料；
3）将复配抗氧剂、增韧剂、光稳定剂及粉状聚碳酸酯加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为40min，得到二号混合料；
4）将步骤2）和步骤3）得到的一号混合料、二号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为40min；
5) 在步骤4）搅拌完成后，加入活性聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸进行三段式搅拌，第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为18min，第二段搅拌的搅拌速度为270r/min，搅拌时间为11min，第三段搅拌的搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2h；
6）将步骤5）得到的混合均匀的物料放入工程塑料挤出机进行挤出造粒，得到免喷涂聚碳酸酯组合物；其中所述独立段的挤出温度为270℃，加注段的挤出温度为300℃，啮合段的挤出温度为320℃，挤出造粒加工时的真空度为0.6MPa-0.8MPa。
实施例2
如实施例1所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其中部分工艺还可以采用以下工艺：
在步骤5）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为480r/min，搅拌时间为15min，第二段搅拌的搅拌速度为240r/min，搅拌时间为17min，第三段搅拌的搅拌速度为80r/min，搅拌时间为1h。
在步骤6）中，所述独立段的挤出温度为260℃，加注段的挤出温度为310℃，啮合段的挤出温度为290℃。
实施例3
如实施例1所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其中部分工艺还可以采用以下工艺：
在步骤5）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为20min，第二段搅拌的搅拌速度为200r/min，搅拌时间为20min，第三段搅拌的搅拌速度为80r/min，搅拌时间为1h。
在步骤6）中，所述独立段的挤出温度为250℃，加注段的挤出温度为310℃，啮合段的挤出温度为280℃。
实施例4
如实施例1所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其中部分工艺还可以采用以下工艺：
在步骤5）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min，第二段搅拌的搅拌速度为300r/min，搅拌时间为10min，第三段搅拌的搅拌速度为60r/min，搅拌时间为2h。
在步骤6）中，所述独立段的挤出温度为280℃，加注段的挤出温度为290℃，啮合段的挤出温度为320℃。
通过以上各实施例，最终均可制得免喷涂聚碳酸酯组合物；需要说明的是，本发明的技术要点是在于通过在配方中加入活性聚磷酸铵、红磷、复配抗氧剂、三聚氰胺氰尿酸、光稳定剂等，并通过3个步骤将所有原料分别制成粉状聚碳酸酯、一号混合料、二号混合料，然后将一号混合料和二号混合料混合后再加入三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸铵进行三段式搅拌；利用三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料混合，且对三段式搅拌的搅拌时间和搅拌速度严格把控，三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸与一号混合料、二号混合料可以起到“协同增效”的效果，从而能进一步提高免喷涂聚碳酸酯组合物的表面形貌，可以使本发明制得的免喷涂聚碳酸酯组合物不仅具有良好的表面强度与表面光泽度，同时还具有较高的阻燃性能及耐热时间，经过试验证明，阻燃性能最高能达到V-0级，耐热性能达到在150℃±5℃的环境下进行烘烤22min后才出现变色现象。
本领域技术人员在实施时应当注意，在本发明中的制备方法中，步骤1）所采用的工程塑料粉碎机及其他加工步骤所采用的高分子材料搅拌机可以直接采用现有粉碎设备、搅拌设备；优选采用本司提供的工程塑料粉碎机及高分子材料搅拌机，经过本申请人实践证明，经本司提供的工程塑料粉碎机及高分子材料搅拌机所加工的材料可以使物料具有较高的粉碎度和搅拌均匀度，可以为制得高质量免喷涂聚碳酸酯组合物提供一个较好保障。
性能试验：
试验一：针对成品免喷涂聚碳酸酯组合物的阻燃性能做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通免喷涂聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通免喷涂聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验方法：对每个样品进行两次10秒的燃烧测试后，记录火焰熄灭时间，及是否有燃烧物掉落。
试验结果如表1所示：
表1 （单位：秒）
在以上测试中，系列1-5的4个重复均无燃烧物掉落。
注：表1中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为普通免喷涂聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表1可以看出，经过本发明所制得的免喷涂聚碳酸酯组合物在测试时，最低时间为4秒，最高为8秒，而普通聚碳酸酯产品的最低时间为15秒，最高为18秒，可以证明经过本发明四个实施例所记载的技术方案所制得的免喷涂聚碳酸酯组合物的阻燃等级均达到V-0级，普通免喷涂聚碳酸酯产品的阻燃性能为V-1级。
试验结论：
通过表1可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的免喷涂聚碳酸酯组合物的阻燃性能远高于市面上的普通免喷涂聚碳酸酯产品的阻燃性能；其中，以实施例1所记载的制备方法，即 在所述步骤5）中，第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为18min，第二段搅拌的搅拌速度为270r/min，搅拌时间为11min，第三段搅拌的搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2h；在所述步骤6）中，独立段的挤出温度为270℃，加注段的挤出温度为300℃，啮合段的挤出温度为320℃所制得免喷涂聚碳酸酯组合物的阻燃性能最高，相比普通灯罩的阻燃性能，提升明显。
试验二：针对成品免喷涂聚碳酸酯组合物的耐热时间做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通免喷涂聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通免喷涂聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验方法：在150℃±5℃的环境下进行烘烤，记录每个样品出现变色现象时的烘烤时间。
试验结果如表2所示：
表2 （单位：min）
注：表2中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为的普通免喷涂聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表2可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的免喷涂聚碳酸酯组合物的耐热时间最高达到22min才出现变色现象，最低达到17min，而普通免喷涂聚碳酸酯产品的耐热时间最高只达到11min。
试验结论：
通过表2可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的免喷涂聚碳酸酯组合物的耐热时间远高于市面上的普通免喷涂聚碳酸酯产品的耐热时间；其中，以实施例1所记载的制备方法，即 在所述步骤5）中，第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为18min，第二段搅拌的搅拌速度为270r/min，搅拌时间为11min，第三段搅拌的搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2h；在所述步骤6）中，独立段的挤出温度为270℃，加注段的挤出温度为300℃，啮合段的挤出温度为320℃所制得免喷涂聚碳酸酯组合物的的耐热时间最高，最高达到22mi才出现变色现象，相比普通免喷涂聚碳酸酯产品的耐热性能，提升明显。

Claims (6)

1.一种免喷涂聚碳酸酯组合物，其特征在于：原料配方为：
聚碳酸酯 82-90重量份；
活性聚磷酸铵 2-4重量份；
红磷 1-2重量份；
复配润滑剂 0.5-1重量份；
三聚氰胺氰尿酸 4-6重量份；
复配抗氧剂 1-2重量份；
增韧剂 0.1-1重量份；
光稳定剂 0.1-0.3重量份；
其中，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，分子量为26000-40000；
其中，以上各组份的质量百分数之和为100%。
2.如权利要求1所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物，其特征在于：原料配方为：
聚碳酸酯 88重量份；
活性聚磷酸铵 4重量份；
红磷 1重量份；
复配润滑剂 0.5重量份；
三聚氰胺氰尿酸 5重量份；
复配抗氧剂 1重量份；
增韧剂 0.2重量份；
光稳定剂 0.3重量份。
3.如权利要求2所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物，其特征在于：所述的复配抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1：1~1：3的重量比组成。
4.如权利要求1所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎后备用；
2）将红磷及复配润滑剂加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为20min，得到一号混合料；
3）将复配抗氧剂、增韧剂、光稳定剂及粉状聚碳酸酯加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为40min，得到二号混合料；
4）将步骤2）和步骤3）得到的一号混合料、二号混合料加入高分子材料搅拌机进行搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为40min；
5) 在步骤4）搅拌完成后，加入活性聚磷酸铵和三聚氰胺氰尿酸进行三段式搅拌，第一段搅拌的搅拌速度为400-500r/min，搅拌时间为10-20min，第二段搅拌的搅拌速度为 200-300r/min，搅拌时间为10-20min，第三段搅拌的搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为1-2h；
6）将步骤5）得到的混合均匀的物料放入工程塑料挤出机进行挤出造粒，得到免喷涂聚碳酸酯组合物；其中独立段的挤出温度为250-280℃，加注段的挤出温度为290-310℃，啮合段的挤出温度为280-320℃，挤出造粒加工时的真空度为0.6MPa-0.8MPa。
5.如权利要求4所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于：在步骤5）中，所述第一段搅拌的搅拌速度为400r/min，搅拌时间为18min，第二段搅拌的搅拌速度为270r/min，搅拌时间为11min，第三段搅拌的搅拌速度为70r/min，搅拌时间为2h。
6.如权利要求4所述的一种免喷涂聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于：在步骤6）中，所述独立段的挤出温度为270℃，加注段的挤出温度为300℃，啮合段的挤出温度为320℃。
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