CN106566218A - 一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯材料及其制备方法。该聚碳酸酯材料由包含以下重量份的组分制成：100份PC树脂，10-50份玻璃纤维，5～15份增韧剂，0.5-12份阻燃剂，0.3-1.2份抗菌剂，0.4～1.0份分散剂，0.4～1.2份抗氧剂。本发明提供的聚碳酸酯材料具有阻燃性优异，环保，抗菌性持久，机械性能优异等优点，可广泛应用于电器、电子等领域。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)因其物理机械性能优良，抗冲击强度高，良好的电性能，尺寸稳定性好等特点而被广泛应用于电子电器、建材、包装、汽车工业等社会生活各领域，尤其是用于制造产品的外壳例如电器开关面板、玩具外壳、手机外壳等，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物之一。
聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，能通过UL 94V-2级试验，但仍然无法满足很多如家电、通讯、电子、建材等领域对阻燃性的要求。同时随着人们环境保护意识的觉醒，传统的溴锑复配阻燃体系由于会污染环境威胁人类健康已受到越来越多的限制，欧盟ROSH、WEEK指令已明令禁止使用含有卤素、锑的阻燃剂。同时聚碳酸酯往往作为产品的外壳部件，要接触各种各样的外部环境，长久使用容易累积大量病菌，形成污染源，危害人类健康，有报道表明手机上每平方厘米驻扎的细菌数量比马桶还多。随着科技的发展，社会的进步人们越来越注重生活品质，健康方面的要求越来越高。现有技术大多通过喷涂抗菌漆等方法来改善抗菌性，但该工艺步骤繁琐且容易出现掉漆等问题，难以持久。本发明提供一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯材料，具有优异的阻燃性能、对环境友好、可以长效持久抗菌，能够广泛的用于生产各种外壳制品。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
所述的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为7g/10min-32g/10min。
所述的玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为6-18μm，优选直径为7-11μm。
所述的增韧剂选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(EMA-GMA)、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)中的至少一种。
所述的阻燃剂选自聚膦酸酯、聚膦-碳酸酯树脂或磺酸盐中的至少一种。
所述的抗菌剂选自纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐或含Ag+硅酸盐中的至少一种。
所述的分散剂选自季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、PE蜡或硅酮粉中的至少一种。
所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)中的至少一种。
一种上述无卤阻燃抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下具有步骤：
(1)按上述配比称取100份PC树脂、5～15份增韧剂、阻燃剂0.5-12份、0.3-1.2份抗菌剂、0.4～1.0份分散剂、0.4～1.2份抗氧剂，经高混机高速混匀；
(2)然后，将步骤(1)中的混合物料与10-50份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，经双螺杆挤出机拉条切粒，得到无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料。
所述的步骤(1)中高混机转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min。
所述的步骤(2)中螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为220～275℃。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明提供了一种无卤阻燃抗菌耐候聚碳酸酯材料及其制备方法，所得材料具有阻燃性优异、均能达到V-0级别，且均为无卤素环保阻燃剂、材料的抗菌性优异，采用抗菌剂后个配方材料的抗菌性能均稳定在99％以上，对于维护公共卫生，保护人体健康有着重要的意义，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中PC树脂为聚碳酸酯。
实施例1
(1)按表1中组成比例称取各组分原料，将PC树脂、增韧剂、阻燃剂、抗菌剂、分散剂和抗氧剂加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为500rmp，混合温度为80℃，混合3min混合均匀；
(2)将步骤(1)中的和15份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为220℃，230℃，240℃，255℃，265℃，挤出机拉条切粒即可得高耐候抗霉菌玻璃纤维增强聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用挤出机挤出成型，注塑温度为275℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表2。
实施例2
(1)按表1中组成比例称取各组分原料，将PC树脂、增韧剂、阻燃剂、抗菌剂、分散剂和抗氧剂加入到高混机高速混匀，加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为700rmp，混合温度为40℃，混合3min混合均匀
(2)将步骤(1)中的混合物料和25份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为220℃，230℃，240℃，250℃，260℃，挤出机拉条切粒制得高耐候抗霉菌玻璃纤维增强聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用挤出机挤出成型，注塑温度为275℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表2。
实施例3、4
(1)按表1中组成比例称取各组分原料，PC树脂、增韧剂、阻燃剂、抗菌剂、分散剂和抗氧剂加入到高混机高速混匀，控制高混机速度为600rmp，混合温度为60℃，混合10min混合均匀；
(2)将步骤(1)中的混合混合物料与玻璃纤维经双螺杆挤出机挤出造粒，控制各区温度(自喂料口至挤出机模头)分别为230℃，245℃，250℃，265℃，255℃，挤出机拉条切粒即可制得高耐候抗霉菌玻璃纤维增强聚碳酸酯材料。
将上述产品在鼓风烘箱中于85℃干燥5小时后用挤出机挤出成型，注塑温度为275℃。注塑好的样条在50％相对湿度，23℃放置24小时后进行性能测试。测试结果见表2。
表1
表2
由上表2可知，本发明提供的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯材料具有阻燃性优异、环保、持久的抗菌性，对于维护公共卫生，保护人体健康、环境有着重要的意义，同时有着优异的机械性能。可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：该材料由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的PC树脂为双酚A型聚碳酸酯，熔融指数为7g/10min-32g/10min。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为6-18μm，优选直径为7-11μm。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的增韧剂选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂选自聚膦酸酯、聚膦-碳酸酯树脂或磺酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的抗菌剂选自纳米二氧化钛、纳米氧化银、聚六亚甲基胍磷酸盐或含Ag+硅酸盐中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的分散剂选自季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、PE蜡或硅酮粉中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
9.一种权利要求1-8中任一所述的无卤阻燃抗菌聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于：包括以下具有步骤：
(1)按权利要求1所述的配比称取100份PC树脂、5～15份增韧剂、阻燃剂0.5-12份、0.3-1.2份抗菌剂、0.4～1.0份分散剂、0.4～1.2份抗氧剂，经高混机高速混匀；
(2)然后，将步骤(1)中的混合物料与10-50份玻璃纤维加入双螺杆挤出机挤出造粒，经双螺杆挤出机拉条切粒，得到无卤阻燃抗菌聚碳酸酯复合材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中高混机转速为500～700rpm，混合温度为40～80℃，混合时间为3～10min；
或所述的步骤(2)中螺杆挤出机为双螺杆挤出机，各区的温度为220～275℃。
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