CN107936518A - 一种耐候、阻燃的pc/pbt合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐候、阻燃的PC/PBT合金，原料包括有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、增容剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、液体润滑剂、紫外光吸收剂，本合金中加入了与基体相容性好的有机型酯交换抑制剂，所以合金材料表面光滑、无麻点，同时，所用的酯交换抑制剂为有机磷类，其能与溴系阻燃剂起到协同效应，从而降低了阻燃剂的用量。

Description

一种耐候、阻燃的PC/PBT合金及其制备方法
技术领域
本发明属于工程塑料技术领域，尤其涉及一种耐候、阻燃的PC/PBT合金及其制备方法。
背景技术
PC与PBT 制成合金，可以提高 PC 的流动性，改善加工性、耐化学药品性和降低成本。同时，PC、PBT 同属线型芳香族聚酯，化学结构相近，因此相容性较好，可以任何比例掺混制得各方面性能优异的合金，是工业上应用价中引入PBT，造成材料阻燃性能严重下降，而达不到实际应用中的防火安全要求。同时现有的PC/PBT 合金耐热降解、耐老化性不佳，因此对其合金进行阻燃、耐老化性能等方面改性，扩展材料应用是很有必要的。
中国专利申请：201610226644.1一种耐热耐溶剂的轻质合金及其制备方法为本案发明人的前一份申请，本案发明对之前技术进行了重大改进。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明在 PC/PBT 合金中引入了复配的阻燃剂、增容剂、紫外光吸收剂等，制备了一种耐候、阻燃、耐溶剂、抗冲击等综合性能优良的工程塑料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐候、阻燃的 PC/PBT 合金，原料包括如下重量份数的组分：
有机硅改性聚碳酸酯 35~55；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 20~40；
增容剂 7~13；
阻燃剂 6~12；
阻燃辅助剂 1~3；
抗滴落剂 0.5~1；
酯交换抑制剂 0. 5~3；
抗氧剂 0.3~0.7；
液体润滑剂 0.2~0.6；
紫外光吸收剂 0.1~0.5；
所述的有机硅改性聚碳酸酯为含硅的共聚聚碳酸酯。
所述的有机硅改性聚碳酸酯的硅含量为7~9%、熔融指数为6~12 g/10 min （300℃，1.2 kg，ASTM D1238）的树脂。
所述的 PBT 为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其密度为1.3 ɡ/cm³，乌式粘度为1.2。
增容剂为乙烯—丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯（EBA-g-GMA）、乙烯—辛烯—马来酸酐共聚物（POE-g-MAH）、具有核壳结构的甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸辛酯共聚物中的一种或几种。
所述阻燃剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、三（二溴丙基）异氰酸酯、异丙基苯酚磷酸酯、1,3,5-三（2,3-二溴）丙基-2,4,6-三氧二嗪、2,4,6-三溴苯氧基封端四溴双酚A聚碳酸酯齐聚物中的一种。
阻燃辅助剂为六氯环三磷腈、三聚氰胺多聚磷酸酯、聚苯基磷酰哌嗪、聚苯基膦酰对苯二胺、间苯二酚双[二（2,6-二甲基苯基）磷酸酯] 中的一种或几种。
抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈（AS）共聚物包覆的聚四氟乙烯（PTFE）微粉，且其含的PTFE质量百分数为50%~80%。
酯交换抑制剂为季戊四醇二亚磷酸酯、单十二烷基磷酸酯、双十二烷基磷酸酯、十八烷基亚磷酸酯中的一种。
所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的复配物，其中主抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，而辅抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626或抗氧剂PEPQ或抗氧剂412S中的任一种。
所述的液体润滑剂为化学合成基油，其无色、无味、化学惰性、光亮、透明，具有优异的抗氧化性、热稳定性、与树脂有很好的相容性的特点，加工中使分子间爽滑而无滞感，可作为内、外润滑剂使用。
所述的紫外吸收剂优选巴斯夫的UV234。
一种耐候、阻燃的 PC/PBT 合金的制备方法，包括如下步骤：
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和液体润滑剂，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的增容剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得成品。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
本发明的有益效果： 与现有技术以及本案申请人的之前一份专利技术相比，具有如下优势：
1、本合金中加入了与基体相容性好的有机型酯交换抑制剂，所以合金材料表面光滑、无麻点，同时，所用的酯交换抑制剂为有机磷类，其能与溴系阻燃剂起到协同效应，从而降低了阻燃剂的用量；
2、本合金中采用了有机硅改性的聚碳酸酯，其不仅具有高抗冲韧性、加工流动性好、低内应力等优点，还具有较高氧指数的特点，因此有机硅改性聚碳酸酯的引入可以降低增容剂和阻燃剂的用量；
3、本发明采用了强气流分散法，这种简单、有效的分散方法能使阻燃剂和阻燃辅助剂充分的混合，从而提高了阻燃剂的效率；
4、本发明中采用了低粘度的液体型润滑剂，其能均匀的分散并浸润PC、PBT基材，加入阻燃剂、抗氧剂和紫外吸收剂等粉体助剂后，这些粉体能均匀的粘附在基材上，从而阻燃剂在挤出、造粒时能更均匀的分散于合金中，这更进一步降低了阻燃剂的用量；
5、本发明制备的 PC/PBT 合金冲击强度可以达到700 J/m以上，同时阻燃可以达到V0/0.75mm 的等级，100℃热烤600小时基本无黄变，氙灯照射1080小时色差△E变化在3.0以内，满足客户户外使用要求。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明，给出下述制备实例，但本发明的范围并不局限于此。
实施例1：
有机硅改性聚碳酸酯 35；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 22；
增容剂 7；
阻燃剂 8；
阻燃辅助剂 1；
抗滴落剂 0.5；
酯交换抑制剂 2；
抗氧剂 0.5；
液体润滑剂 0.3；
紫外光吸收剂 0.2；
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和液体润滑剂，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的增溶剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例1的耐候、阻燃的PC/PBT合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
实施例2：
有机硅改性聚碳酸酯 40；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 30；
增容剂 10；
阻燃剂 10；
阻燃辅助剂 2；
抗滴落剂 0.8；
酯交换抑制剂 2；
抗氧剂 0.5；
液体润滑剂 0.5；
紫外光吸收剂 0.4；
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和液体润滑剂，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的增溶剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例2的耐候、阻燃的PC/PBT合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
实施例3：
有机硅改性聚碳酸酯 50；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 35；
增容剂 12；
阻燃剂 11；
阻燃辅助剂 2；
抗滴落剂 0.8；
酯交换抑制剂 2.2；
抗氧剂 0.6；
液体润滑剂 0.5；
紫外光吸收剂 0.3；
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和液体润滑剂，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的增溶剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒即得实施例3的耐候、阻燃的PC/PBT合金颗粒。此过程中的熔炼温度在240~275℃，真空泵压力控制在0.06MPa以上。
对比例1
有机硅改性聚碳酸酯 50；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 35；
阻燃剂 11；
阻燃辅助剂 2；
抗滴落剂 0.8；
酯交换抑制剂 2.2；
抗氧剂 0.6；
紫外光吸收剂 0.3；
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
c、将上步得到的混合物料投入到同向双螺杆挤出机中，经熔融挤出、冷却造粒得到对比例1的PC/PBT合金颗粒。此过程中的熔炼温度240~275℃，真空泵压力为0.06MPa以上。
表1：各实施例的性能测试结果
有上表1可以看出：
具体就是，实施例1-3的PC/PBT 合金冲击强度可以达到700 J/m以上，同时阻燃可以达到V0/0.75mm 的等级，100℃热烤600小时基本无黄变，氙灯照射1080小时色差△E变化在3.0以内，满足客户户外使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：原料包括如下重量份数的组分：
有机硅改性聚碳酸酯 35~55；
聚对苯二甲酸丁二醇酯 20~40；
增容剂 7~13；
阻燃剂 6~12；
阻燃辅助剂 1~3；
抗滴落剂 0.5~1；
酯交换抑制剂 0. 5~3；
抗氧剂 0.3~0.7；
液体润滑剂 0.2~0.6；
紫外光吸收剂 0.1~0.5；
所述的有机硅改性聚碳酸酯为含硅的共聚聚碳酸酯。
2.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：所述的有机硅改性聚碳酸酯的硅含量为7~9%、熔融指数为6~12 g/10 min （300℃，1.2 kg，ASTM D1238）的树脂。
3.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其密度为1.3 ɡ/cm³，乌式粘度为1.2。
4.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：增容剂为乙烯—丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯（EBA-g-GMA）、乙烯—辛烯—马来酸酐共聚物（POE-g-MAH）、具有核壳结构的甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸辛酯共聚物中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：所述阻燃剂为乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、三（二溴丙基）异氰酸酯、异丙基苯酚磷酸酯、1,3,5-三（2,3-二溴）丙基-2,4,6-三氧二嗪、2,4,6-三溴苯氧基封端四溴双酚A聚碳酸酯齐聚物中的一种。
6.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：阻燃辅助剂为六氯环三磷腈、三聚氰胺多聚磷酸酯、聚苯基磷酰哌嗪、聚苯基膦酰对苯二胺、间苯二酚双[二（2,6-二甲基苯基）磷酸酯] 中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：抗滴落剂为苯乙烯-丙烯腈（AS）共聚物包覆的聚四氟乙烯（PTFE）微粉，且其含的PTFE质量百分数为50%~80%。
8.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：酯交换抑制剂为季戊四醇二亚磷酸酯、单十二烷基磷酸酯、双十二烷基磷酸酯、十八烷基亚磷酸酯中的一种。
9.如权利要求1所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金，其特征在于：所述的抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的复配物，其中主抗氧剂为抗氧剂1076或抗氧剂1010，而辅抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626或抗氧剂PEPQ或抗氧剂412S中的任一种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的耐候、阻燃的PC/PBT合金的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、按重量配比称取有机硅改性聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和液体润滑剂，并分别加入高速混合机中混合均匀；
b、然后加入按重量配比称取的增容剂、阻燃剂、阻燃辅助剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂、抗氧剂、紫外光吸收剂，一起搅拌3-10分钟达到混合均匀后，出料；
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