CN106674967B - 一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents

一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，该组合物包括以下组分和重量份：聚碳酸酯树脂PC：100，ABS树脂：15～40，阻燃剂：10～20，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA：5～10，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1；该聚碳酸酯材料通过以下步骤制得：(1)将ABS树脂过水造粒，得到ABS粒子；(2)将ABS粒子与其余原料混合后挤出即得产品。与现有技术相比，本发明提供的该种聚碳酸酯组合物，阻燃剂不含卤素，为环保型阻燃高分子材料。将ABS树脂过水造粒，可排除其中的小分子挥发物，避免小分子在材料表面聚集，影响高光免喷涂效果。同时，加入PMMA，可得到高表面质量的高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物。

Description

一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
由于塑料件喷涂污染大，成本高，对人体危害大，使得高光免喷涂材料成为市场的焦点。尤其是以聚碳酸酯为基材的高光免喷涂材料，以其优异的物理性能，极强的抗冲性能而得到广泛应用。
但是由于聚碳酸酯材料加工性较差，一种聚碳酸酯与苯乙烯-丁二烯-丙烯腈(ABS)的合金材料使用极广。为了满足PC/ABS实际使用中的防火需求，研究环保型阻燃PC/ABS合金成为此领域的焦点。但目前，此类材料做到高光免喷涂仍有一定难度，表面经常出现发雾的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种加工性能强、表面不会发雾的高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，所述材料包括以下重量份的组分：
聚碳酸酯树脂：100；
ABS树脂：15～40；
阻燃剂：10～20；
增韧剂：1～10；
聚甲基丙烯酸甲酯：5～10；
抗氧剂0.1～1；
润滑剂0.1～1。
所述的聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯。所述的芳香族聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，其分子量为25000～40000。
所述的ABS树脂的分子量为120000～150000。
所述的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为50000～250000。
所述的阻燃剂为多聚芳基磷酸酯。
所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸类增韧剂、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸丁酯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种。
所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸、聚乙烯蜡、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺或硬脂酸盐中的一种或几种的混合物。采用上述阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂，其与聚碳酸酯树脂和ABS树脂均有较好的相容性和分散性，能进一步提升本发明聚碳酸酯材料的高光性能、阻燃性能和力学性能。
一种如上所述高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
(1)ABS树脂加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，同时往双螺杆挤出机中通入高压水，水压为7.5MPa，在双螺杆挤出机的末端将机内多余气体抽出，制得过水ABS粒子；
(2)将聚碳酸酯树脂、过水ABS粒子、阻燃剂、聚甲基丙烯酸甲酯、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合，得到混合原料；
(3)将步骤(2)所得混合原料加入到双螺杆挤出机中，共混造粒即得所述高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料。
本发明通过过水造粒，由于ABS树脂在生产过程中，有较多的单体及催化剂，如丙烯腈单体、丁二烯单体、苯乙烯单体等，这些单体在挤出机中熔融时会挥发出来，从而使得最终的产品表面会有雾化的感觉。在挤出造粒时通入高压水，ABS树脂中的单体挥发扩散至高压水中，不会出现在最终的产品中，即过水造粒会将ABS树脂中的小分子挥发物带出，避免在成型加工时，小分子析出导致表面发雾。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)本发明将ABS树脂过水处理，可将其中的小分子挥发物带出，避免残留在材料中，从而避免在成型加工时，小分子析出导致表面发雾；
(2)本发明的聚碳酸酯材料具有高光性能和良好的阻燃性能，市场应用前景大。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例1、2及对比例中选用的聚碳酸酯用帝人旭化成的L-1250Y,按照ASTMD1234标准，300℃下测试熔融指数为10g/10min；ABS的重均分子量为130000；PMMA采用奇美的PMMA205；抗氧剂为Ciba公司的Irganox 245和Irganox168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸PETS；增韧剂为甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物。
实施例1
一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂从喂料口喂入，在侧喂口位置用高压泵喂入水，压力为7MP，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，得到过水ABS粒子。
(2)按重量份称取各组分：PC：100，过水ABS粒子：40，阻燃剂：20，PMMA：5，增韧剂：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(3)将原材料从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
实施例2
一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂从喂料口喂入，在侧喂口位置用高压泵喂入水，压力为7MP，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，得到过水ABS粒子。
(2)按重量份称取各组分：PC：100，过水ABS粒子：15，阻燃剂：10，PMMA：10，增韧剂：10，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(3)将原材料从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
对比例1
一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂从喂料口喂入，在侧喂口位置用高压泵喂入水，压力为7MP，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，得到过水ABS粒子。
(2)按重量份称取各组分：PC：100，过水ABS粒子：50，阻燃剂：5，PMMA：5，增韧剂：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(3)将原材料从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
对比例2
一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将ABS树脂从喂料口喂入，在侧喂口位置用高压泵喂入水，压力为7MP，在200～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，得到过水ABS粒子。
(2)按重量份称取各组分：PC：100，过水ABS粒子：40，阻燃剂：20，PMMA：3，增韧剂：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(3)将原材料从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
对比例3
一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，ABS树脂：40，阻燃剂：20，PMMA：5，增韧剂：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将原材料从喂料口喂入，在200～280℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
将实施例1、2和对比例1、2、3的产品进行测试，得到的结果如表1所示。
表1产品性能测试结果
实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3
表面状态 高光 高光 高光 略微哑光 表面发雾
表面光泽度(60°) 91 93 89 64 50
垂直燃烧等级 V0 V0 V2 V0 V0
从检测结果可知，本发明的产品同时具有高光性能以及良好的阻燃性能，同时表面光泽度更高，适合市场需求。
实施例3
采用与实施例1或实施例2相同的制备方法，不同之处在于，所用的原料不同，具体如下：
芳香族聚碳酸酯树脂：100；
ABS树脂：25；
多聚芳基磷酸酯：15；
乙烯-丙烯酸甲酯：8；
聚甲基丙烯酸甲酯：8；
抗氧剂1076：1；
乙撑双硬酯酰胺：0.1。
其中，芳香族聚碳酸酯树脂的分子量为25000，ABS树脂的分子量为150000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为50000。
经检测，制得的聚碳酸酯材料具有高光性能及良好的阻燃性。
实施例4
采用与实施例1或实施例2相同的制备方法，不同之处在于，所用的原料不同，具体如下：
芳香族聚碳酸酯树脂：100；
ABS树脂：30；
多聚芳基磷酸酯：17；
丙烯酸-硅橡胶类增韧剂：7；
聚甲基丙烯酸甲酯：7；
抗氧剂1076：0.5；
硬脂酸盐：0.5；
硅酮粉：0.5。
其中，芳香族聚碳酸酯树脂的分子量为40000，ABS树脂的分子量为120000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为250000。
经检测，制得的聚碳酸酯材料具有高光性能及良好的阻燃性。

Claims (9)

1.一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述材料包括以下重量份的组分：
聚碳酸酯树脂：100；
ABS树脂：15～40；
阻燃剂：10～20；
增韧剂：1～10；
聚甲基丙烯酸甲酯：5～10；
抗氧剂0.1～1；
润滑剂0.1～1；
所述材料的制备方法包括以下几个步骤：
(1)ABS树脂加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，同时往双螺杆挤出机中通入高压水，在双螺杆挤出机的末端将机内多余气体抽出，制得过水ABS粒子；
(2)将聚碳酸酯树脂、过水ABS粒子、阻燃剂、增韧剂、聚甲基丙烯酸甲酯、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合，得到混合原料；
(3)将步骤(2)所得混合原料加入到双螺杆挤出机中，共混造粒即得所述高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料。
2.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的芳香族聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，其分子量为25000～40000。
4.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的ABS树脂的分子量为120000～150000。
5.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为50000～250000。
6.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的阻燃剂为多聚芳基磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸类聚合物、丙烯酸-硅橡胶类增韧剂、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或者乙烯-醋酸乙烯共聚物-功能化马来酸酐中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种高光免喷涂的环保型阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯蜡、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺或硬脂酸盐中的一种或几种的混合物。
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