CN106497000A - 一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物 - Google Patents

一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，涉及高分子材料技术领域，组成原料包括：聚碳酸酯95～110份、柏木油25～30份、玻璃纤维8～15份、纳米氧化铝13～20份、4‑二棕榈酰脯氨酸3～8份、氰基丙烯酸酯8～15份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、黑磷20～28份、光稳定剂18～24份、抗氧化剂19～28份。本发明的有益之处是，原料价格低廉，制作工艺简单，所制作出来的聚碳酸酯组合物具有较好的阻燃性能，安全性高。

Description

一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯树脂以其优异的抗冲击性、介电性能、高耐热性能、高尺寸稳定性能、高透明性、高阻燃性能、耐紫外辐射性能、着色性能、符合FDA性能、易增强以及可化学修饰的物理改性潜力，迅速的形成了全球化的商品，其生产规模也日益增加，已经成为仅次于聚酰胺(PA)的第二大工程塑料，广泛应用在电子、电器、汽车、航空、航天、医疗、建筑、照明、薄膜、办公、镜片以及娱乐等领域，为诸多领域产品设计提供了新的解决方案，具有重要的工业价值和巨大的经济效益。但当前使用的聚碳酸酯普遍存在阻燃性较差的问题，当使用场所发生火灾事故，容易造成大面积的燃烧或严重后果，导致损失惨重。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，原料价格低廉，制作工艺简单，所制作出来的聚碳酸酯组合物具有较好的阻燃性能，安全性高。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，组成原料包括：聚碳酸酯95～110份、柏木油25～30份、玻璃纤维8～15份、纳米氧化铝13～20份、4-二棕榈酰脯氨酸3～8份、氰基丙烯酸酯8～15份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、黑磷20～28份、光稳定剂18～24份、抗氧化剂19～28份；
所述光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类15～20份、邻羟基苯并三唑类18～22份、三嗪类5～11份、炭黑16～23份、二氧化钛3～9份、氧化锌16～24份、减活剂3～7份、离子水20～25份；
所述抗氧化剂包括：受阻酚20～26份、亚磷酸酯16～22份、硫代二丙酸25～35份、茶多酚6～12份、二丁基羟基甲苯18～25份、丁基羟基茴香醚5～12份、d-异抗坏血酸钠3～8份、磷酸氢钙9～13份、丁基羟基茴香醚7～12份、离子水17～23份。
进一步地，所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，组成原料包括：聚碳酸酯103份、柏木油28份、玻璃纤维12份、纳米氧化铝16份、4-二棕榈酰脯氨酸5份、氰基丙烯酸酯12份、氢氧化铝12份、氢氧化镁10份、三氧化二锑22份、酚醛树脂16份、伊利石10份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、黑磷24份、光稳定剂21份、抗氧化剂24份；
所述光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类18份、邻羟基苯并三唑类20份、三嗪类7份、炭黑19份、二氧化钛6份、氧化锌20份、减活剂5份、离子水23份；
所述抗氧化剂包括：受阻酚23份、亚磷酸酯19份、硫代二丙酸30份、茶多酚9份、二丁基羟基甲苯23份、丁基羟基茴香醚7份、d-异抗坏血酸钠5份、磷酸氢钙9份、丁基羟基茴香醚10份、离子水19份。
进一步地，所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚碳酸酯预热至90～95℃，备用；
(3)将聚碳酸酯、柏木油、玻璃纤维、纳米氧化铝、4-二棕榈酰脯氨酸、氰基丙烯酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、黑磷放入到搅拌机中，在105～110℃的温度下，以90～95r/min的速度搅拌50～55min后，接着将光稳定剂、抗氧化剂也放入到搅拌机中，在95～105℃的温度下，再以85～95r/min的速度搅拌60～65min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到双螺杆挤出机中，进行热熔、挤出，进入造粒机造粒，然后过冷水，即可得到所述具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
进一步地，所述光稳定剂的制备方法是，将炭黑、二氧化钛、氧化锌、减活剂和离子水倒入到反应釜中，在35～45℃的温度下搅拌10～15min后，再将邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑类和三嗪类也倒入，在40～48℃的温度下搅拌8～12min，即可。
进一步地，所述抗氧化剂的制备方法是，将二丁基羟基甲苯、受阻酚、亚磷酸酯、硫代二丙酸、丁基羟基茴香醚、d-异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚和离子水倒入到反应釜中，在23～26℃的温度下搅拌13～18min后，再将茶多酚、磷酸氢钙也倒入，在35～39℃的温度下搅拌13～16min，即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物配方合理，原料成本低，制作方便，具有较好的阻燃性能，安全性高，在原料中添加有黑磷，黑磷用白磷在很高压强和较高温度下转化而形成的，在磷的同素异形体中反应活性最弱的，在空气中不会点燃，因此使本发明聚碳酸酯组合物具有较高的阻燃性。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中，使用到的助剂有光稳定剂和抗氧化剂，光稳定剂能屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长高分子聚合物制品使用寿命的目的；抗氧化剂能降低聚碳酸酯组合物的氧化速度，延长使用寿命。
实施例1
一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，组成原料包括：聚碳酸酯103份、柏木油28份、玻璃纤维12份、纳米氧化铝16份、4-二棕榈酰脯氨酸5份、氰基丙烯酸酯12份、氢氧化铝12份、氢氧化镁10份、三氧化二锑22份、酚醛树脂16份、伊利石10份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、黑磷24份、光稳定剂21份、抗氧化剂24份；
光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类18份、邻羟基苯并三唑类20份、三嗪类7份、炭黑19份、二氧化钛6份、氧化锌20份、减活剂5份、离子水23份；
抗氧化剂包括：受阻酚23份、亚磷酸酯19份、硫代二丙酸30份、茶多酚9份、二丁基羟基甲苯23份、丁基羟基茴香醚7份、d-异抗坏血酸钠5份、磷酸氢钙9份、丁基羟基茴香醚10份、离子水19份。
该具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚碳酸酯预热至93℃，备用；
(3)将聚碳酸酯、柏木油、玻璃纤维、纳米氧化铝、4-二棕榈酰脯氨酸、氰基丙烯酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、黑磷放入到搅拌机中，在108℃的温度下，以93r/min的速度搅拌53min后，接着将光稳定剂、抗氧化剂也放入到搅拌机中，在100℃的温度下，再以90r/min的速度搅拌63min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到双螺杆挤出机中，进行热熔、挤出，进入造粒机造粒，然后过冷水，即可得到具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
其中，光稳定剂的制备方法是，将炭黑、二氧化钛、氧化锌、减活剂和离子水倒入到反应釜中，在40℃的温度下搅拌13min后，再将邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑类和三嗪类也倒入，在44℃的温度下搅拌10min，即可。
其中，抗氧化剂的制备方法是，将二丁基羟基甲苯、受阻酚、亚磷酸酯、硫代二丙酸、丁基羟基茴香醚、d-异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚和离子水倒入到反应釜中，在25℃的温度下搅拌15min后，再将茶多酚、磷酸氢钙也倒入，在37℃的温度下搅拌15min，即可。
实施例2
一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，组成原料包括：聚碳酸酯95份、柏木油25份、玻璃纤维8份、纳米氧化铝13份、4-二棕榈酰脯氨酸3份、氰基丙烯酸酯8份、氢氧化铝8份、氢氧化镁6份、三氧化二锑18份、酚醛树脂14份、伊利石8份、季戊四醇硬脂酸酯15份、硅酮11份、黑磷20份、光稳定剂18份、抗氧化剂19份；
光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类15份、邻羟基苯并三唑类18份、三嗪类5份、炭黑16份、二氧化钛3份、氧化锌16份、减活剂3份、离子水20份；
抗氧化剂包括：受阻酚20份、亚磷酸酯16份、硫代二丙酸25份、茶多酚6份、二丁基羟基甲苯18份、丁基羟基茴香醚5份、d-异抗坏血酸钠3份、磷酸氢钙9份、丁基羟基茴香醚7份、离子水17份。
该具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚碳酸酯预热至90℃，备用；
(3)将聚碳酸酯、柏木油、玻璃纤维、纳米氧化铝、4-二棕榈酰脯氨酸、氰基丙烯酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、黑磷放入到搅拌机中，在105℃的温度下，以90r/min的速度搅拌50min后，接着将光稳定剂、抗氧化剂也放入到搅拌机中，在95℃的温度下，再以85r/min的速度搅拌60min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到双螺杆挤出机中，进行热熔、挤出，进入造粒机造粒，然后过冷水，即可得到具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
其中，光稳定剂的制备方法是，将炭黑、二氧化钛、氧化锌、减活剂和离子水倒入到反应釜中，在35℃的温度下搅拌10min后，再将邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑类和三嗪类也倒入，在40℃的温度下搅拌8min，即可。
其中，抗氧化剂的制备方法是，将二丁基羟基甲苯、受阻酚、亚磷酸酯、硫代二丙酸、丁基羟基茴香醚、d-异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚和离子水倒入到反应釜中，在23℃的温度下搅拌13min后，再将茶多酚、磷酸氢钙也倒入，在35℃的温度下搅拌13min，即可。
实施例3
一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，组成原料包括：聚碳酸酯110份、柏木油30份、玻璃纤维15份、纳米氧化铝10份、4-二棕榈酰脯氨酸8份、氰基丙烯酸酯15份、氢氧化铝16份、氢氧化镁13份、三氧化二锑25份、酚醛树脂17份、伊利石12份、季戊四醇硬脂酸酯22份、硅酮17份、黑磷28份、光稳定剂24份、抗氧化剂28份；
光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类20份、邻羟基苯并三唑类22份、三嗪类11份、炭黑23份、二氧化钛9份、氧化锌24份、减活剂7份、离子水25份；
抗氧化剂包括：受阻酚26份、亚磷酸酯22份、硫代二丙酸35份、茶多酚12份、二丁基羟基甲苯25份、丁基羟基茴香醚12份、d-异抗坏血酸钠8份、磷酸氢钙13份、丁基羟基茴香醚12份、离子水23份。
该具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚碳酸酯预热至95℃，备用；
(3)将聚碳酸酯、柏木油、玻璃纤维、纳米氧化铝、4-二棕榈酰脯氨酸、氰基丙烯酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、黑磷放入到搅拌机中，在110℃的温度下，以95r/min的速度搅拌55min后，接着将光稳定剂、抗氧化剂也放入到搅拌机中，在105℃的温度下，再以95r/min的速度搅拌65min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到双螺杆挤出机中，进行热熔、挤出，进入造粒机造粒，然后过冷水，即可得到具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
其中，光稳定剂的制备方法是，将炭黑、二氧化钛、氧化锌、减活剂和离子水倒入到反应釜中，在45℃的温度下搅拌15min后，再将邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑类和三嗪类也倒入，在48℃的温度下搅拌12min，即可。
其中，抗氧化剂的制备方法是，将二丁基羟基甲苯、受阻酚、亚磷酸酯、硫代二丙酸、丁基羟基茴香醚、d-异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚和离子水倒入到反应釜中，在26℃的温度下搅拌18min后，再将茶多酚、磷酸氢钙也倒入，在39℃的温度下搅拌16min，即可。
试验验证：
取市售聚碳酸酯组合物、实施例1、实施例2和实施例3进行燃烧测试，结果如下：
聚碳酸酯组合物 实施例1 实施例2 实施例3
阻燃等级 FV-1 FV-0 FV-0 FV-0
阻燃等级按GB/T2408-2008测试。
从试验结果可看出，采用本发明介绍方法制作出来的聚碳酸酯组合物的阻燃性能优越于目前市售产品。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，其特征在于，组成原料包括：聚碳酸酯95～110份、柏木油25～30份、玻璃纤维8～15份、纳米氧化铝13～20份、4-二棕榈酰脯氨酸3～8份、氰基丙烯酸酯8～15份、氢氧化铝8～16份、氢氧化镁6～13份、三氧化二锑18～25份、酚醛树脂14～17份、伊利石8～12份、季戊四醇硬脂酸酯15～22份、硅酮11～17份、黑磷20～28份、光稳定剂18～24份、抗氧化剂19～28份；
所述光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类15～20份、邻羟基苯并三唑类18～22份、三嗪类5～11份、炭黑16～23份、二氧化钛3～9份、氧化锌16～24份、减活剂3～7份、离子水20～25份；
所述抗氧化剂包括：受阻酚20～26份、亚磷酸酯16～22份、硫代二丙酸25～35份、茶多酚6～12份、二丁基羟基甲苯18～25份、丁基羟基茴香醚5～12份、d-异抗坏血酸钠3～8份、磷酸氢钙9～13份、丁基羟基茴香醚7～12份、离子水17～23份。
2.根据权利要求1所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物，其特征在于，组成原料包括：聚碳酸酯103份、柏木油28份、玻璃纤维12份、纳米氧化铝16份、4-二棕榈酰脯氨酸5份、氰基丙烯酸酯12份、氢氧化铝12份、氢氧化镁10份、三氧化二锑22份、酚醛树脂16份、伊利石10份、季戊四醇硬脂酸酯18份、硅酮15份、黑磷24份、光稳定剂21份、抗氧化剂24份；
所述光稳定剂包括：邻羟基二苯甲酮类18份、邻羟基苯并三唑类20份、三嗪类7份、炭黑19份、二氧化钛6份、氧化锌20份、减活剂5份、离子水23份；
所述抗氧化剂包括：受阻酚23份、亚磷酸酯19份、硫代二丙酸30份、茶多酚9份、二丁基羟基甲苯23份、丁基羟基茴香醚7份、d-异抗坏血酸钠5份、磷酸氢钙9份、丁基羟基茴香醚10份、离子水19份。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将各组成原料按配方比称量后，分开放置；
(2)将聚碳酸酯预热至90～95℃，备用；
(3)将聚碳酸酯、柏木油、玻璃纤维、纳米氧化铝、4-二棕榈酰脯氨酸、氰基丙烯酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、酚醛树脂、伊利石、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮、黑磷放入到搅拌机中，在105～110℃的温度下，以90～95r/min的速度搅拌50～55min后，接着将光稳定剂、抗氧化剂也放入到搅拌机中，在95～105℃的温度下，再以85～95r/min的速度搅拌60～65min，备用；
(4)将步骤(2)和(3)物料一起放入到双螺杆挤出机中，进行热熔、挤出，进入造粒机造粒，然后过冷水，即可得到所述具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物。
4.根据权利要求3所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述光稳定剂的制备方法是，将炭黑、二氧化钛、氧化锌、减活剂和离子水倒入到反应釜中，在35～45℃的温度下搅拌10～15min后，再将邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑类和三嗪类也倒入，在40～48℃的温度下搅拌8～12min，即可。
5.根据权利要求3所述的一种具有阻燃功能的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂的制备方法是，将受阻酚、亚磷酸酯、硫代二丙酸、二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚、d-异抗坏血酸钠、丁基羟基茴香醚和离子水倒入到反应釜中，在23～26℃的温度下搅拌13～18min后，再将茶多酚、磷酸氢钙也倒入，在35～39℃的温度下搅拌13～16min，即可。
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