CN109777069B - 一种阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：硅烷偶联剂kh550 3‑4、聚碳酸酯100‑130、环氧油酸丁酯5‑7、环烷酸锌1‑2、三辛酸丁基锡0.3‑1、改性掺杂珍珠岩20‑30、聚磷酸铵4‑5，本发明提高了聚磷酸铵与珍珠岩的结合强度，同时进一步改善了复合填料在聚碳酸酯基体间的分散相容性，本发明将碳原料通过插层引入到膨胀珍珠岩层间，有效的提高了成品材料的阻燃防火性能。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(PC)是一种综合性能很好的热塑性工程塑料，具有突出的冲击韧性、尺寸稳定性、抗蠕变性，优良的电绝缘性、透明性，无毒性等优点，广泛应用于电气电子，建筑交通，包装仪器等领域。因为PC 本身具有自熄性，燃烧时会放出二氧化碳，其阻燃性能优于一般塑料，但仍难以满足某些高阻燃性场所的要求，所以需要对其进行阻燃改性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种阻燃聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
硅烷偶联剂kh550 3-4、聚碳酸酯100-130、环氧油酸丁酯5-7、环烷酸锌1-2、三辛酸丁基锡0.3-1、改性掺杂珍珠岩20-30、聚磷酸铵4-5。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的：
十六烷基三甲基氯化铵1-3、膨胀珍珠岩60-70、硬脂酸5-7、甲苯13-20、聚山梨酯0.3-1、甲基纤维素4-6。
所述的甲基纤维素的取代度为1-1.3。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法，包括以下步骤：
（1）取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合，加入到混合料重量70-90倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维水分散液；
（2）取膨胀珍珠岩，加入到上述纤维水分散液中，升高温度为60-70℃，保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼在80-90℃下干燥30-40分钟，送入到烧结炉中，以3-5℃/min升高温度至1200-1300℃，保温煅烧3-4小时，出料冷却，得碳掺杂珍珠岩；
（3）取硬脂酸，加热熔化，冷却后加入到甲苯中，搅拌均匀，加入上述碳掺杂珍珠岩，升高温度为50-60℃，加入聚山梨酯，保温搅拌1-2小时，旋蒸除去甲苯，即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取硅烷偶联剂kh50，加入到其重量10-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚磷酸铵，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，得硅烷分散液；
（2）取聚碳酸酯，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，加入上述改性掺杂珍珠岩，升高温度为75-80℃，保温搅拌2-3小时，出料，与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
本发明的优点：
本发明首先以甲基纤维素为原料，分散到水溶液中，然后以十六烷基三甲基氯化铵为插层剂，对膨胀珍珠岩进行插层改性，通过该插层改性，提高了纤维素在膨胀珍珠岩间的附着力强度，再经过高温烧结，得到碳掺杂珍珠岩，然后采用硬脂酸的甲苯溶液对其进行表面有机化改性，得到改性掺杂珍珠岩，然后采用氨基硅烷处理聚磷酸铵，与活化处理的掺杂珍珠岩共混，通过酸与氨基的反应，提高了聚磷酸铵与珍珠岩的结合强度，同时进一步改善了复合填料在聚碳酸酯基体间的分散相容性，本发明将碳原料通过插层引入到膨胀珍珠岩层间，有效的提高了成品材料的阻燃防火性能。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
硅烷偶联剂kh550 4、聚碳酸酯130、环氧油酸丁酯7、环烷酸锌2、三辛酸丁基锡1、改性掺杂珍珠岩30、聚磷酸铵5。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的：
十六烷基三甲基氯化铵3、膨胀珍珠岩70、硬脂酸7、甲苯20、聚山梨酯1、甲基纤维素6。
所述的甲基纤维素的取代度为1.3。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法，包括以下步骤：
（1）取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合，加入到混合料重量90倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维水分散液；
（2）取膨胀珍珠岩，加入到上述纤维水分散液中，升高温度为60℃，保温搅拌2小时，抽滤，将滤饼在90℃下干燥40分钟，送入到烧结炉中，以5℃/min升高温度至1300℃，保温煅烧4小时，出料冷却，得碳掺杂珍珠岩；
（3）取硬脂酸，加热熔化，冷却后加入到甲苯中，搅拌均匀，加入上述碳掺杂珍珠岩，升高温度为60℃，加入聚山梨酯，保温搅拌2小时，旋蒸除去甲苯，即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取硅烷偶联剂kh50，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚磷酸铵，升高温度为60℃，保温搅拌2小时，得硅烷分散液；
（2）取聚碳酸酯，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，加入上述改性掺杂珍珠岩，升高温度为80℃，保温搅拌3小时，出料，与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
实施例2
一种阻燃聚碳酸酯材料，它是由下述重量份的原料组成的：
硅烷偶联剂kh550 3、聚碳酸酯100、环氧油酸丁酯5、环烷酸锌1、三辛酸丁基锡0.3、改性掺杂珍珠岩20、聚磷酸铵4。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的：
十六烷基三甲基氯化铵1、膨胀珍珠岩60、硬脂酸5、甲苯13、聚山梨酯0.3、甲基纤维素4。
所述的甲基纤维素的取代度为1。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法，包括以下步骤：
（1）取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合，加入到混合料重量70倍的去离子水中，搅拌均匀，得纤维水分散液；
（2）取膨胀珍珠岩，加入到上述纤维水分散液中，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼在80℃下干燥30分钟，送入到烧结炉中，以3℃/min升高温度至1200℃，保温煅烧3小时，出料冷却，得碳掺杂珍珠岩；
（3）取硬脂酸，加热熔化，冷却后加入到甲苯中，搅拌均匀，加入上述碳掺杂珍珠岩，升高温度为50℃，加入聚山梨酯，保温搅拌1小时，旋蒸除去甲苯，即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取硅烷偶联剂kh50，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚磷酸铵，升高温度为55℃，保温搅拌1小时，得硅烷分散液；
（2）取聚碳酸酯，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，加入上述改性掺杂珍珠岩，升高温度为75℃，保温搅拌2小时，出料，与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
性能测试：
实施例1的阻燃聚碳酸酯材料：
根据ASTM D638/ISO 527进行拉伸强度测试：
结果为86Mpa；
进行断裂伸长率测试：
结果为129%；进行拉伸模量测试：
结果为2455Mpa；
根据ASTM D790/ISO 178进行弯曲强度测试：
结果为118 Mpa；
阻燃级别：UL94 V-0；
极限氧指数：31。
实施例2的阻燃聚碳酸酯材料：
根据ASTM D638/ISO 527进行拉伸强度测试：
结果为89Mpa；
进行断裂伸长率测试：
结果为135%；进行拉伸模量测试：
结果为2477Mpa；
根据ASTM D790/ISO 178进行弯曲强度测试：
结果为109Mpa；
阻燃级别：UL94 V-0；
极限氧指数：31。
Claims (3)
1.一种阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
硅烷偶联剂kh550 3-4、聚碳酸酯100-130、环氧油酸丁酯5-7、环烷酸锌1-2、三辛酸丁基锡0.3-1、改性掺杂珍珠岩20-30、聚磷酸铵4-5；
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料制成的：十六烷基三甲基氯化铵1-3、膨胀珍珠岩60-70、硬脂酸5-7、甲苯13-20、聚山梨酯0.3-1、甲基纤维素4-6；
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法，包括以下步骤：
（1）取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合，加入到混合料重量70-90倍的去离子水中，搅拌均匀，得甲基纤维素水分散液；
（2）取膨胀珍珠岩，加入到上述甲基纤维素水分散液中，升高温度为60-70℃，保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼在80-90℃下干燥30-40分钟，送入到烧结炉中，以3-5℃/min升高温度至1200-1300℃，保温煅烧3-4小时，出料冷却，得碳掺杂珍珠岩；
（3）取硬脂酸，加热熔化，冷却后加入到甲苯中，搅拌均匀，加入上述碳掺杂珍珠岩，升高温度为50-60℃，加入聚山梨酯，保温搅拌1-2小时，旋蒸除去甲苯，即得所述改性掺杂珍珠岩。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于，所述的甲基纤维素的取代度为1-1.3。
3.一种如权利要求1所述阻燃聚碳酸酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取硅烷偶联剂kh55 0，加入到其重量10-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入聚磷酸铵，升高温度为55-60℃，保温搅拌1-2小时，得硅烷分散液；
（2）取聚碳酸酯，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，加入上述改性掺杂珍珠岩，升高温度为75-80℃，保温搅拌2-3小时，出料，与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却，即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Effective date of registration: 20240118 Address after: Room 1920, No. 16 Siping South Road, Tinglin Town, Jinshan District, Shanghai, 201500 Patentee after: Shanghai Zeming Plastic Co.,Ltd. Address before: 201109 2nd floor, building 11, 988 Zhongchun Road, Minhang District, Shanghai Patentee before: SHANGHAI JIANQIAO PLASTIC Co.,Ltd. |