CN107353616A

CN107353616A - 一种透明pc材料用阻燃母粒及其制备方法和应用

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Publication number: CN107353616A
Application number: CN201710495061.3A
Authority: CN
Inventors: 俞惠英
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2017-06-26
Publication date: 2017-11-17

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40‑70％PC树脂、1‑5％聚氯乙烯、2‑5％六氯环三磷腈、5‑10％聚乳酸、10‑20％有机硅和10‑30％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，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1.5％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

聚碳酸酯(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材料用阻燃母粒的原料包括如下质量百分比的成分：

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40-70％，例如42％、44％、46％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、62％、64％、66％、68％或70％。

在本发明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中聚氯乙烯的用量为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六氯环三磷腈的用量为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聚乳酸的用量为5-10％，例如5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、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有机硅的用量为5-10％，例如5％、7％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。

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10-30％，例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、22％、24％、26％、28％或30％。

优选地，本发明所述透明PC材料用阻燃母粒的原料包括如下质量百分比的成分：

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。

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、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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40-70％PC树脂、1-5％聚氯乙烯、2-5％六氯环三磷腈、5-20％聚乳酸、5-10％有机硅和10-30％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，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1.5％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材料用阻燃母粒的原料包括如下质量百分比的成分：

其制备方法如下：

将PC树脂、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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

其制备方法如下：

将PC树脂、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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

其制备方法如下：

将PC树脂、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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

其制备方法如下：

将PC树脂、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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聚氯乙烯和聚乳酸，仅由PC树脂、六氯环三磷腈、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，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聚乳酸，聚氯乙烯使用量为13％，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聚氯乙烯，聚乳酸使用量为13％，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

在该对比例中母粒的制备原料中不使用六氯环三磷腈和有机硅，其余原料之间的质量比与实施例1相同，制备方法与实施例1中相同。

对比例5

在该对比例中母粒的制备原料中不使用六氯环三磷腈，有机硅的用量为10％，其余原料之间的质量比与实施例1相同，制备方法与实施例1中相同。

对比例6

在该对比例中母粒的制备原料中不使用有机硅，六氯环三磷腈的用量为10％，其余原料之间的质量比与实施例1相同，制备方法与实施例1中相同。

对比例7

该对比例与实施例3的区别仅在于，母粒的制备原料中PC树脂的用量为30％，双酚A用量为38％，其余原料之间的质量比与实施例3相同，制备方法与实施例3中相同。

对比例8

该对比例与实施例2的区别仅在于，母粒的制备原料中PC树脂的用量为75％，双酚A用量为7％，其余原料之间的质量比与实施例2相同，制备方法与实施例2中相同。

对实施例1-5和对比例1-8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1.5％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

1.一种透明PC材料用阻燃母粒，其特征在于，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料包括如下质量百分比的成分：

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材料用阻燃母粒的原料包括如下质量百分比的成分：

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树脂的成型收缩率为0.5％～0.8％。

5.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1-4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、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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6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6或7所述的制备方法，其特征在于，所述方法为：将PC树脂、聚氯乙烯、六氯环三磷腈、聚乳酸、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1-5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。

11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述透明PC材料用阻燃母粒在PC树脂中的添加量为1-3％，优选1.5％。