CN106700471A - 一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，涉及塑料材料技术领域。本发明耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂、低聚硅倍半氧烷、阻燃剂、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂。本发明采用低聚硅倍半氧烷、硅系MBS、双酚A‑双(二苯基磷酸酯)对聚碳酸酯材料进行改性，有助于提高聚碳酸酯材料的耐溶剂性能，使聚碳酸酯材料具有优异的耐化学品性能和阻燃性能。

Description

一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是非结晶型工程塑料，具有良好的耐热性且透明度好、光泽度好。但是由于主链的刚性结构导致的流动性差，注塑成型困难，难以制得大型的薄壁制品；同时制品中残余应力存在，且PC对缺口敏感，极易造成应力开裂。PC对酸类介质稳定，但不耐碱，在喷涂中容易产生开裂现象，限制了PC在某些领域的实际应用。
随着电子、电器产品等对阻燃性能要求的提高，其阻燃改性研究越来越受到重视。目前常用到的阻燃剂有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等，但是像BDP这类磷系阻燃剂的加入会极大地降低PC材料的耐化学品性。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，解决了现有技术中聚碳酸酯材料耐化学品性不高、阻燃性差的技术问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，所述耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂55-70份、低聚硅倍半氧烷5-10份、阻燃剂2-5份、抗滴落剂0.5-3份、增韧剂1-5份、抗氧剂0.1-0.3份。
优选的，所述聚碳酸酯的分子量为20000-30000，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
优选的，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
优选的，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟乙烯中是至少一种。
优选的，所述聚四氟乙烯平均分子量为1x105-2x107。
优选的，所述增韧剂为硅系MBS。
优选的，所述抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076、亚磷酸酯类抗氧剂168中的至少一种。
一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合10-20min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
优选的，步骤S2所述的双螺杆挤出机包括十个温控区，且各温控区的温度均为230-270℃。
优选的，步骤S2所述双螺杆挤出机上具有两个抽真空腔。
本发明提供一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明采用低聚硅倍半氧烷、硅系MBS、双酚A-双(二苯基磷酸酯)对聚碳酸酯材料进行改性，有助于提高聚碳酸酯材料的耐溶剂性能，使聚碳酸酯材料具有优异的耐化学品性能和阻燃性能；
本发明在低聚硅倍半氧烷通过共混的方式添加到聚碳酸酯材料中，从而增强聚碳酸酯材料的热稳定性、耐候性、低温韧性、耐化学品性和阻燃性能；硅系MBS是一种具有壳-核的增韧剂，其中核一般由硅/丙烯酸的复合橡胶组成，壳有丙烯酸酯共聚物组成，由于内核是柔软的橡胶结构，外壳是与PC材料相容性良好的物质组成，从而可以通过共混的形式添加到聚碳酸酯材料中，提高聚碳酸酯材料的耐化学品性、低温韧性和耐候性。
表1不同材料性能指标
相对于纯聚碳酸酯材料，本发明制得的聚碳酸酯材料具有优异的耐化学品性能，以及良好的阻燃性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中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作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。
实施例中低聚硅倍半氧烷的结构式为：
双酚A-双(二苯基磷酸酯)，既BDP，结构式如下：
实施例1：
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂55份、低聚硅倍半氧烷5份、阻燃剂2份、抗滴落剂0.5份、增韧剂1份、抗氧剂0.1份；其中聚碳酸脂的分子量为20000，购买的日本三菱，牌号S-2000F；增韧剂为硅系MBS，硅系MBS购买的三菱丽阳，牌号S-2030；抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168按照质量比2:3混合而成，抗滴落剂为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯平均分子量为1x107。
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合10min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
挤出过程中，双螺杆挤出机各区段温度均为250℃；干燥温度为110℃；然后将阻燃聚碳酸酯混合物料粒通过注塑级注塑成型，注塑机成型时各区段温度应控制在250℃、260℃、265℃、260℃；
双螺杆挤出机有两个抽真空腔，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。
实施例2：
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂70份、低聚硅倍半氧烷10份、阻燃剂5份、抗滴落剂3份、增韧剂5份、抗氧剂0.3份；其中聚碳酸脂的分子量为30000，购买的日本三菱，牌号S-2000F；增韧剂为硅系MBS，硅系MBS购买的三菱丽阳，牌号S-2030；抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076，抗滴落剂为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯平均分子量为1x105。
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合20min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
挤出过程中，双螺杆挤出机各区段温度均为270℃；干燥温度为100℃；然后将阻燃聚碳酸酯混合物料粒通过注塑级注塑成型，注塑机成型时各区段温度应控制在250℃、260℃、265℃、260℃。
实施例3：
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂63份、低聚硅倍半氧烷8份、阻燃剂4份、抗滴落剂2份、增韧剂3份、抗氧剂0.2份；其中聚碳酸脂为双酚A型聚碳酸酯；增韧剂为硅系MBS；抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168按照质量比1:1混合而成；抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟乙烯混合而成。
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合15min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
挤出过程中，双螺杆挤出机各区段温度应为250℃、255℃、265℃、265℃、265℃、260℃、260℃、260℃、260℃、265℃；干燥温度为110℃；然后将阻燃聚碳酸酯混合物料粒通过注塑级注塑成型，注塑机成型时各区段温度应控制在250℃、260℃、265℃、260℃；
双螺杆挤出机有两个抽真空腔，一处位于输送料段的末端、熔融段的开始端，另一处抽真空设备位于计量段。
实施例4：
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂60份、低聚硅倍半氧烷6份、阻燃剂3份、抗滴落剂1份、增韧剂2份、抗氧剂0.1份；其中聚碳酸脂的分子量为25000，购买的日本三菱，牌号S-2000F；增韧剂为硅系MBS，硅系MBS购买的三菱丽阳，牌号S-2030；抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076和亚磷酸酯类抗氧剂168按照质量比2:1混合而成，抗滴落剂为聚偏氟乙烯。
本实施例耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合12min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
挤出过程中，双螺杆挤出机各区段温度应为250℃、255℃、265℃、265℃、265℃、260℃、260℃、260℃、260℃、265℃；干燥温度为110℃；然后将阻燃聚碳酸酯混合物料粒通过注塑级注塑成型，注塑机成型时各区段温度应控制在250℃、260℃、265℃、260°℃C。
将实施例1-实施例4制备的聚碳酸酯材料浸入有机溶剂之前和之后可以通过落球冲击实验来检测其耐化学品性。做为测试样品，将聚碳酸酯材料制成的3mmX50mmX50mm的板块浸入在涂料稀释剂中1分钟，然后将在800c条件下干燥1h。然后，在样品上进行落球冲击试验，500g的小球从50cm的高度落下直到板材出现裂痕，记录下砸裂时的小球跌落次数。
将纯聚碳酸酯材料和实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所制备的聚碳酸酯材料分别按照标准尺寸注塑成测试样条。
按照ASTM D638的标准测试拉伸性能；按照ASTM D790的标准测试弯曲性能；按照ISBN 0762900822的标准对样条进行UL-94可燃性实验；按照500g/50cm的条件进行落球冲击试验，纯聚碳酸酯材料和各实施例制备的聚碳酸酯材料性能测试结果如表1和表2所示：
表2不同材料性能指标
从表2可看出，相对于纯聚碳酸酯材料，本发明制得的聚碳酸酯材料具有优异的耐化学品性能，以及良好的阻燃性能。
综上所述，本发明采用低聚硅倍半氧烷、硅系MBS、双酚A-双(二苯基磷酸酯)对聚碳酸酯材料进行改性，有助于提高聚碳酸酯材料的耐溶剂性能，使聚碳酸酯材料具有优异的耐化学品性能和阻燃性能；
本发明在低聚硅倍半氧烷通过共混的方式添加到聚碳酸酯材料中，从而增强聚碳酸酯材料的热稳定性、耐候性、低温韧性、耐化学品性和阻燃性能；硅系MBS是一种具有壳-核的增韧剂，其中核一般有硅/丙烯酸的复合橡胶组成，壳有丙烯酸酯共聚物组成，由于内核是柔软的橡胶结构，外壳是与PC材料相容性良好的物质组成，从而可以通过共混的形式添加到聚碳酸酯材料中，提高聚碳酸酯材料的耐化学品性、低温韧性和耐候性。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述耐化学品阻燃聚碳酸酯材料由以下重量份的原料制成：聚碳酸脂55-70份、低聚硅倍半氧烷5-10份、阻燃剂2-5份、抗滴落剂0.5-3份、增韧剂1-5份、抗氧剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述聚碳酸酯的分子量为20000-30000，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述抗滴落剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟乙烯中是至少一种。
5.根据权利要求4所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述聚四氟乙烯平均分子量为1x105-2x107。
6.根据权利要求1所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述增韧剂为硅系MBS。
7.根据权利要求1所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述抗氧剂为醇酯类抗氧剂1076、亚磷酸酯类抗氧剂168中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7任一所述的耐化学品阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚碳酸酯、低聚硅倍半氧烷、抗滴落剂、增韧剂、抗氧剂投入混合器中混合10-20min，得到混合物料；
S2、将混合物料置于双螺杆挤出机中，再将阻燃剂通过双螺杆挤出机的侧喂料口添加，经熔融挤出造粒，即可。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤S2所述的双螺杆挤出机包括十个温控区，且各温控区的温度均为230-270°C。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤S2所述双螺杆挤出机上具有两个抽真空腔。
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