CN106633765A - 一种透明pc材料用阻燃母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通用级共混掺杂透明PC材料用阻燃母粒及其制备方法和应用，本发明的PC材料用阻燃母粒由30‑40％PC树脂、20‑40％聚丙烯、1‑5％溴代环氧树脂、2‑5％三氧化二锑、1‑4％有机硅和15‑20％双酚A制备而得，通过共混掺杂，挤出成型制备得到所述透明PC材料用阻燃母粒，该母粒具有良好的阻燃性，其中三氧化二锑和溴代环氧树脂对于提高该母粒的阻燃性能具有协同作用，使得阻燃性可达V0级，透明度好，是一种通用级共混掺杂阻燃母粒，以1％的添加量加入至PC材料中不影响PC材料的透明性，可以直接注塑成型，使得PC材料的阻燃性达到V0级。

Description

一种透明PC材料用阻燃母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于阻燃母粒制备领域，涉及一种透明PC材料用阻燃母粒及其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PC)具有突出的冲击性能、透明性、尺寸稳定性，优良的力学性能和电性能，较高的玻璃化转变温度(140℃～150℃)、热变形温度(132℃～138℃)，以及较宽的使用温度范围(-60℃～120℃)广泛应用于电子电气、建筑、包装、医疗器械、光学仪器、交通运输等领域，并迅速向航空、航天、计算机等领域发展。PC的阻燃性(氧指数为21％～24％，阻燃性能达到UL94V-2级)虽然优于普通的热塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等)，但仍难以满足某些应用领域对阻燃性能的要求，因此须对PC进行阻燃改性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明PC材料用阻燃母粒及其制备方法和应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种透明PC材料用阻燃母粒，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中PC树脂的用量为30-40％，例如32％、34％、36％、38％或40％。
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中聚丙烯的用量为20-40％，例如21％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、35％、38％或39％。
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中溴代环氧树脂的用量为1-5％，例如1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％。
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中三氧化二锑的用量为2-5％，例如2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.3％、4.5％、4.8％或5％。
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中有机硅的用量为1-10％，例如1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中双酚A的用量为15-20％，例如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％或20％。
优选地，本发明所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
在本发明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述PC树脂的相对密度为1.18-1.22，例如1.18、1.19、1.20、1.21或1.22。
在本发明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述PC树脂的成型收缩率为0.5％～0.8％，例如0.55％、0.58％、0.6％、0.63％、0.65％、0.68％、0.7％、0.73％、0.75％、0.78％或0.8％。
在本发明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述有机硅为硅脂、硅乳液、硅橡胶、硫化硅橡胶或硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述有机硅为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚倍半硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，三氧化二锑和溴代环氧树脂对于提高所述母粒的阻燃性能具有协同作用，使得阻燃性可以达到V0级。
另一方面，本发明提供如第一方面所述的透明PC材料用阻燃母粒的制备方法，所述方法为：将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A共混掺杂，而后挤出得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
在本发明所述的透明PC材料用阻燃母粒的制备方法中，所述共混掺杂时的搅拌速率为100-200r/min，例如105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、140r/min、145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、185r/min、190r/min或195r/min。
优选地，所述挤出在双螺杆挤出机中进行。
优选地，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250-300℃，例如255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃或298℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为250r/min-400r/min，例如255r/min、260r/min、265r/min、270r/min、275r/min、280r/min、290r/min、300r/min、310r/min、320r/min、330r/min、340r/min、350r/min、360r/min、370r/min、380r/min或390r/min。
作为本发明的优选技术方案，本发明所述PC材料用阻燃母粒的制备方法为：将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在100-200r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250-300℃，螺杆转速为250r/min-400r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
另一方面，本发明提供了如第一方面所述的透明PC材料用阻燃母粒在PC材料中的应用。
优选地，所述透明PC材料用阻燃母粒在PC树脂中的添加量为3-10％，例如3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或9.8％，优选5％。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的PC材料用阻燃母粒由30-40％PC树脂、20-40％聚丙烯、1-5％溴代环氧树脂、2-5％三氧化二锑、1-4％有机硅和15-20％双酚A制备而得，通过共混掺杂，挤出成型制备得到所述透明PC材料用阻燃母粒，该母粒具有良好的阻燃性，其中三氧化二锑和溴代环氧树脂对于提高该母粒的阻燃性能具有协同作用，使得阻燃性可达V0级，透明度好，是一种通用级共混掺杂阻燃母粒，以1％的添加量加入至PC材料中不影响PC材料的透明性，可以直接注塑成型，使得PC材料的阻燃性达到V0级。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
其制备方法如下：
将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在200r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为300℃，螺杆转速为250r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
实施例2
在本实施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
其制备方法如下：
将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在100r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250℃，螺杆转速为300r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
实施例3
在本实施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
其制备方法如下：
将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在150r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为280℃，螺杆转速为350r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
实施例4
在本实施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
其制备方法如下：
将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在200r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250℃，螺杆转速为400r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
实施例5
在本实施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
其制备方法如下：
将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在180r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为280℃，螺杆转速为300r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
对比例1
在该对比例中不加入三氧化二锑和溴代环氧树脂，仅由PC树脂、聚丙烯、有机硅和双酚A来制备母粒，四者保持与实施例1中相同的质量比，即PC树脂、聚丙烯、有机硅和双酚A的质量比为35:33:3:20，制备方法与实施例1中相同。
对比例2
在该对比例中母粒的制备原料中不使用溴代环氧树脂，三氧化二锑使用量为9％，其余原料与原料用量均与实施例1相同，制备方法与实施例1中相同。
对比例3
在该对比例中母粒的制备原料中不使用三氧化二锑，溴代环氧树脂使用量为9％，其余原料与原料用量均与实施例1相同，制备方法与实施例1中相同。
对比例4
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例5
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例6
该对比例与实施例3的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例7
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例8
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例9
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对比例10
该对比例与实施例1的区别仅在于，母粒由以下原料制备得到：
制备方法与实施例1中相同。
对实施例1-5和对比例1-10制备的母粒的阻燃性能进行测试，结果显示，实施例1-5得到的阻燃母粒的阻燃性能均能达到1.6mm V0级。而对比例1-10的阻燃性仅能达到V2级。
此外将实施例1-5以及对比例1-10制备得到的母粒以1％的添加量加入至PC材料中，测试材料的透明度变化并测试材料的阻燃性能，测试结果如表1所示。
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的通用级共混掺杂透明PC材料用阻燃母粒及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述透明PC材料用阻燃母粒由质量百分比如下的原料制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述PC树脂的相对密度为1.18-1.22；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述PC树脂的成型收缩率为0.5％～0.8％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述有机硅为硅脂、硅乳液、硅橡胶、硫化硅橡胶或硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述有机硅为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚倍半硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的透明PC材料用阻燃母粒的制备方法，其特征在于，所述方法为：将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A共混掺杂，而后挤出得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述共混掺杂时的搅拌速率为100-200r/min；
优选地，所述挤出在双螺杆挤出机中进行；
优选地，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250-300℃；
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为250r/min-400r/min。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：将PC树脂、溴代环氧树脂、三氧化二锑、聚丙烯、有机硅和双酚A在100-200r/min的搅拌速率下共混掺杂，而后在双螺杆挤出机中挤出，所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250-300℃，螺杆转速为250r/min-400r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的透明PC材料用阻燃母粒在PC材料中的应用；
优选地，所述透明PC材料用阻燃母粒在PC树脂中的添加量为0.5-2％，优选1％。
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