CN108219425A - 一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法 - Google Patents

一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法，其是在成分中添加有羧基硅油和散光助剂等，并添加有分散剂和阻燃剂等与其配合，在制备时先各组份分别制成一号料、二号料、三号料，然后在一号料和三号料的基础上与散光助剂反应，同时严格把控组份的配比量及混合温度、搅拌速度、搅拌时间、挤出温度等工艺参数，以增加各组份的反应混合效果，达到“协同增效”效果，大幅度提高产品的性能，经过试验证明，经本发明制得的聚碳酸酯产品，具有优异的阻燃性能和透光率，透光率最高达到91%，阻燃性能达到V‑0级别，可以广泛应用于灯具领域，能够确保灯具具有良好的韧性和透光率，同时还具有优异的耐候性，使用寿命长。

Description

一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法。
背景技术
目前，大多数聚碳酸酯产品的耐候性和透光能力都存在不足，限制了应用范围及产品的使用寿命，故有待改善。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种耐候高透光率聚碳酸酯，原料配方为：PC 92-95％、增韧剂3-6％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.2-0.8%、散光助剂1-3%、抗UV剂0.1-0.5％、颜料0.02-0.04％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
优选地，原料配方为：PC 93％、增韧剂1.2％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.5%、散光助剂2%、抗UV剂0.2％、颜料0.03％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
具体地，所述的散光助剂包括氧化锌颗粒、二氧化硅和萤石粉；所述氧化锌颗粒、二氧化硅及萤石粉的配比比例为1-2：3：2-4。
具体地，所述的阻燃剂为有机类阻燃剂。
一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎，过200目筛，备用；
2）将增韧剂与阻燃剂加入混合机进行混合，形成一号料；
3）将羧基硅油与颜料和分散剂同时加入到捏合机进行混合，升温至82-107℃，搅拌反应4-6h，形成二号料；
4）将抗UV剂、抗氧剂与二号料加入到混合机进行混合，搅拌速度为2000-3000r/min，搅拌温度为20-50℃，搅拌反应2-4h，形成三号料；
5）将一号料、三号料与散光助剂混合均匀后放入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到耐候高透光率聚碳酸酯；其中，挤出机包括预热区、增温区和保温区，其中预热区的温度为250-320℃，增压区的温度为280-320℃，保温区的温度为290-310℃。
优选地，在步骤3）中，所述的升温温度为96℃，反应时间为5.2h。
优选地，在步骤4）中，所述搅拌速度为2600r/min，搅拌温度为28℃，搅拌反应3h。
优选地，在步骤5）中，所述预热区的温度为285℃，增压区的温度为290℃，保温区的温度为305℃。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法，其是在成分中添加有羧基硅油和散光助剂等，并添加有分散剂和阻燃剂等与其配合，在制备时先各组份分别制成一号料、二号料、三号料，然后在一号料和三号料的基础上与散光助剂反应，同时严格把控组份的配比量及混合温度、搅拌速度、搅拌时间、挤出温度等工艺参数，以增加各组份的反应混合效果，达到“协同增效”效果，大幅度提高产品的性能，经过试验证明，经本发明制得的聚碳酸酯产品，具有优异的阻燃性能和透光率，透光率最高达到91%，阻燃性能达到V-0级别，可以广泛应用于灯具领域，能够确保灯具具有良好的韧性和透光率，同时还具有优异的耐候性，使用寿命长。
下面将结合具体实施方式对本发明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做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。
具体实施方式
实施例1
一种耐候高透光率聚碳酸酯，原料配方为：PC 93％、增韧剂1.2％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.5%、散光助剂2%、抗UV剂0.2％、颜料0.03％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
具体地，所述的散光助剂包括氧化锌颗粒、二氧化硅和萤石粉；所述氧化锌颗粒、二氧化硅及萤石粉的配比比例为1-2：3：2-4。
具体地，所述的阻燃剂为有机类阻燃剂。
一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎，过200目筛，备用；
2）将增韧剂与阻燃剂加入混合机进行混合，形成一号料；
3）将羧基硅油与颜料和分散剂同时加入到捏合机进行混合，升温至96℃，搅拌反应5.2h，形成二号料；
4）将抗UV剂、抗氧剂与二号料加入到混合机进行混合，搅拌速度为2600r/min，搅拌温度为28℃，搅拌反应3h，形成三号料；
5）将一号料、三号料与散光助剂混合均匀后放入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到耐候高透光率聚碳酸酯；其中，挤出机包括预热区、增温区和保温区，其中预热区的温度为285℃，增压区的温度为290℃，保温区的温度为305℃。
另外，本发明所述的羧基硅油是通过将八甲基环四硅氧烷经过开环反应得到。
实施例2
如实施例1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法，还可以采用以下工艺：
所述原料配方为：PC 94％、增韧剂0.7％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.3%、散光助剂2%、抗UV剂0.4％、颜料0.02％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
优选地，在步骤3）中，所述的升温温度为88℃，反应时间为4.6h。
优选地，在步骤4）中，所述搅拌速度为2200r/min，搅拌温度为39℃，搅拌反应2.8h。
优选地，在步骤5）中，所述预热区的温度为310℃，增压区的温度为300℃，保温区的温度为295℃。
实施例3
如实施例1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法，还可以采用以下工艺：
所述原料配方为：PC 95％、增韧剂0.5％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.8%、散光助剂1%、抗UV剂0.5％、颜料0.02％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
优选地，在步骤3）中，所述的升温温度为82℃，反应时间为6h。
优选地，在步骤4）中，所述搅拌速度为3000r/min，搅拌温度为20℃，搅拌反应4h。
优选地，在步骤5）中，所述预热区的温度为320℃，增压区的温度为280℃，保温区的温度为310℃。
实施例4
如实施例1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯及其制备方法，还可以采用以下工艺：
所述原料配方为：PC 92％、增韧剂1.4％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.2%、散光助剂3%、抗UV剂0.1％、颜料0.04％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
优选地，在步骤3）中，所述的升温温度为107℃，反应时间为4h。
优选地，在步骤4）中，所述搅拌速度为2000r/min，搅拌温度为50℃，搅拌反应2h。
优选地，在步骤5）中，所述预热区的温度为250℃，增压区的温度为320℃，保温区的温度为290℃。
通过以上各实施例，均可制得耐候性高、透光率高的聚碳酸酯产品，需要注意的是，本发明的技术要点在于在成分中添加有羧基硅油和散光助剂等，并添加有分散剂和阻燃剂等与其配合，在制备时先各组份分别制成一号料、二号料、三号料，然后在一号料和三号料的基础上与散光助剂反应，同时严格把控组份的配比量及混合温度、搅拌速度、搅拌时间、挤出温度等工艺参数，以增加各组份的反应混合效果，达到“协同增效”效果，大幅度提高产品的性能，具体如下述试验结果所示。
经过试验证明，经过本发明四个实施例制得的聚碳酸酯产品，即在原料配方采用PC 92-95％、增韧剂0.5-1.4％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.2-0.8%、散光助剂1-3%、抗UV剂0.1-0.5％、颜料0.02-0.04％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂；在工艺中，在步骤3）中，所述的升温温度采用82-107℃，反应时间采用4-6h；在步骤4）中，所述搅拌速度采用2000-3000r/min，搅拌温度采用20-50℃，搅拌反应2-4h；在步骤5）中，所述预热区的温度采用250-320℃，增压区的温度采用280-320℃，保温区的温度采用290-310℃；所制得的聚碳酸酯产品，具有优异的阻燃性能和透光率，透光率最高达到91%，阻燃性能最低在5s熄灭火焰，阻燃性能达到V-0级别，可以广泛应用于灯具领域，可以确保灯具具有良好的韧性和透光率，同时还具有优异的耐候性，使用寿命长。
性能试验：
试验一：针对成品聚碳酸酯产品的透光性能做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通灯罩用聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通灯罩用聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验结果如表1所示：
表1
注：表1中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为普通灯罩用聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表1可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯产品的透光率最高达到91%，而普通暖光灯罩的透光率最高只达到65%。
试验结论：
通过表1可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯产品的透光率远高于市面上的普通灯罩用聚碳酸酯产品的透光率；其中，以实施例1所记载的制备方法，即在原料配方采用PC 93％、增韧剂1.2％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.5%、散光助剂2%、抗UV剂0.2％、颜料0.03％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂；在工艺中，在步骤3）中，所述的升温温度采用96℃，反应时间采用5.2h；在步骤4）中，所述搅拌速度为2600r/min，搅拌温度为28℃，搅拌反应3h；在步骤5）中，所述预热区的温度为285℃，增压区的温度为290℃，保温区的温度为305℃；所制得聚碳酸酯的透光率最高，最高达到91%，相比普通灯罩用聚碳酸酯产品的透光性能，提升明显。
试验二：针对成品聚碳酸酯产品的阻燃性能做出测定。
试验样本：经本发明上述4个实施例所记载技术方案制得的产品和市面上的普通灯罩用聚碳酸酯产品，不同技术得到的产品分别采样4种，普通灯罩用聚碳酸酯产品也采样4种。
注：抽样标准采用gb/t2828.1-2012。
试验方法：对每个样品进行两次10秒的燃烧测试后，记录火焰熄灭时间，及是否有燃烧物掉落。
试验结果如表2所示：
表2 （单位：秒）
在以上测试中，系列1-5的4个重复均无燃烧物掉落。
注：表2中，系列1-4分别为本发明四个实施例所制得的产品，系列5为普通灯罩用聚碳酸酯产品，重复1-4为各产品的重复采样。
通过表2可以看出，经过本发明所制得的聚碳酸酯产品在测试时，最低时间为5秒，而普通灯罩用聚碳酸酯产品的最低时间为15秒，可以证明经过本发明四个实施例所记载的技术方案的阻燃等级均达到V-0级，普通暖光灯罩的阻燃性能为V-1级。
试验结论：
通过表2可以看出，经本发明所记载的技术方案所制得的聚碳酸酯产品的阻燃性能远高于市面上的普通灯罩用聚碳酸酯产品的阻燃性能；其中，以实施例1所记载的制备方法，即在原料配方采用PC 93％、增韧剂1.2％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.5%、散光助剂2%、抗UV剂0.2％、颜料0.03％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂；在工艺中，在步骤3）中，所述的升温温度采用96℃，反应时间采用5.2h；在步骤4）中，所述搅拌速度为2600r/min，搅拌温度为28℃，搅拌反应3h；在步骤5）中，所述预热区的温度为285℃，增压区的温度为290℃，保温区的温度为305℃；所制得的聚碳酸酯的阻燃性能最高，最低时间为5秒，相比普通灯罩用聚碳酸酯产品的阻燃性能，提升明显。

Claims (8)

1.一种耐候高透光率聚碳酸酯，其特征在于，原料配方为：PC 92-95％、增韧剂3-6％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.2-0.8%、散光助剂1-3%、抗UV剂0.1-0.5％、颜料0.02-0.04％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
2.如权利要求1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯，其特征在于，原料配方为：PC93％、增韧剂1.2％、阻燃剂0.8％、羧基硅油0.5%、散光助剂2%、抗UV剂0.2％、颜料0.03％、抗氧剂0.3％、其余为分散剂。
3.如权利要求1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯，其特征在于：所述的散光助剂包括氧化锌颗粒、二氧化硅和萤石粉；所述氧化锌颗粒、二氧化硅及萤石粉的配比比例为1-2：3：2-4。
4.如权利要求1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯，其特征在于：所述的阻燃剂为有机类阻燃剂。
5.如权利要求1所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚碳酸酯加入工程塑料粉碎机进行粉碎，过200目筛，备用；
2）将增韧剂与阻燃剂加入混合机进行混合，形成一号料；
3）将羧基硅油与颜料和分散剂同时加入到捏合机进行混合，升温至82-107℃，搅拌反应4-6h，形成二号料；
4）将抗UV剂、抗氧剂与二号料加入到混合机进行混合，搅拌速度为2000-3000r/min，搅拌温度为20-50℃，搅拌反应2-4h，形成三号料；
5）将一号料、三号料与散光助剂混合均匀后放入双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到耐候高透光率聚碳酸酯；其中，挤出机包括预热区、增温区和保温区，其中预热区的温度为250-320℃，增压区的温度为280-320℃，保温区的温度为290-310℃。
6.如权利要求5所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：在步骤3）中，所述的升温温度为96℃，反应时间为5.2h。
7.如权利要求5所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：在步骤4）中，所述搅拌速度为2600r/min，搅拌温度为28℃，搅拌反应3h。
8.如权利要求5所述的一种耐候高透光率聚碳酸酯的制备方法，其特征在于：在步骤5）中，所述预热区的温度为285℃，增压区的温度为290℃，保温区的温度为305℃。
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