CN114479406A - 一种阻燃耐候耐低温塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃耐候耐低温塑料及其制备方法，及高性能塑料制备技术领域，解决现有技术中存在的阻燃塑料耐候性和耐温性不好的问题，按重量份数计，包括以下组分：4～6份的阻燃剂BDP，80.2～89.1份的PC树脂、5～10份的核壳共聚物、0.5～1份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.5～0.8份的包覆型PTFE、0.2～0.4份的抗氧剂、0.5～1.0份的润滑剂、0.2～0.6份的紫外线吸收剂；将原料混合均匀后采用挤出机挤出造粒即可得到；得到的塑料具有较高的耐温性和耐候性，同时改善了FRPC耐化学试剂、耐应力开裂的问题；解决了某种单一助剂添加量过大而引起材料某些性能大幅下降的问题。

Description

一种阻燃耐候耐低温塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高性能塑料制备技术领域，更具体的是涉及阻燃耐候耐低温塑料及其制备方法技术领域。

背景技术

目前，国家大力发展新能源汽车，应对能源危机绕开传统发动机和变速箱的技术封锁。新能源汽车相较于传统汽车，多了高压系统及充电桩和充电系统，对车用塑料的物性有更高的要求。充电桩外壳和充电枪需要塑料具有优异的机械性能，阻燃、耐候、耐低温、耐高温，良好的着色能力和精美的外观。

现有阻燃塑料主要有FRABS、FRPP、FRPA、FRPC、FRPCABS等。前三类材料有机械能不佳或耐候性不佳或不环保等缺陷。FRPCABS相较FRPC耐候性差，冲击强度略低。

现有FRPC用阻燃剂有磺酸盐类、磷酸酯类、硅系类以及溴类。磺酸盐和硅系化合物多是小分子，耐迁移性不佳。磷酸酯类阻燃剂多为液体，不易加工，大量添加影响材料热变形温度。多数溴系阻燃剂不环保。

FRPC选择合适的阻燃剂能得到较好机械性能的材料，但是低温缺口冲击强度不够高，需要对材料增韧。对FRPC材料增韧可用MBS类、丙烯酸酯类和接枝弹性体类。MBS主要依靠丁二烯增韧由于丁二烯存在双键，耐候性不佳。接枝弹性体增韧效率不高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的阻燃塑料耐候性和耐温性不好的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种阻燃耐候耐低温塑料及其制备方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：4～6份的阻燃剂BDP，80.2～89.1份的PC树脂、5～10份的核壳共聚物、0.5～1份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.5～0.8份的包覆型PTFE、0.2～0.4份的抗氧剂、0.5～1.0份的润滑剂、0.2～0.6份的紫外线吸收剂。

进一步的，一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：4.5～5.5份的阻燃剂BDP，85～87份的PC树脂、6～8份的核壳共聚物、0.6～0.8份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6～0.7份的包覆型PTFE、0.3～0.4份的抗氧剂、0.6～0.8份的润滑剂、0.3～0.5份的紫外线吸收剂。

进一步的，一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：5份的阻燃剂BDP，86份的PC树脂、7份的核壳共聚物、0.7份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6份的包覆型PTFE、0.3份的抗氧剂、0.7份的润滑剂、0.4份的紫外线吸收剂。

本申请的技术方案的技术原理：首先，使用硅系阻燃剂协效阻燃PC，有效降低BDP对热变形温度的影响；其次，使用有机硅甲基丙烯酸甲酯为壳丙烯酸酯为核的核壳共聚物增韧剂和协效阻燃剂、使用带羟基官能团的苯基硅薄片树枝作为协效阻燃剂、使用包覆型PTFE作为抗低落剂，充分发挥各种助剂之间的协效作用，极大提高FRPC材料的低温缺口冲击强度，同时改善了FRPC耐化学试剂、耐应力开裂的问题；最后通过控制各成分的用量，解决了解决某种单一助剂添加量过大而引起材料某些性能大幅下降的问题，增强了合成的塑料的耐温性和耐候性。

进一步的，所述核壳共聚物的壳为有机硅甲基丙烯酸甲酯，核为丙烯酸酯。

进一步的，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的任意一种。

进一步的，所述润滑剂为石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙、氮化硼和氟化石墨中的任意一种。

进一步的，所述紫外线吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'，5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的任意一种。

为了实现上述目的，本申请还提出了一种阻燃耐候耐低温塑料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在60-80℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、抗氧剂、润滑剂、紫外线吸收剂，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料。

进一步的，双螺杆挤出机的挤出温度控制在250～270℃。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过使用硅系阻燃剂协效阻燃PC，有效降低BDP对热变形温度的影响；

(2)本发明使用有机硅甲基丙烯酸甲酯为壳丙烯酸酯为核的核壳共聚物增韧剂和协效阻燃剂、使用带羟基官能团的苯基硅薄片树枝作为协效阻燃剂、使用包覆型PTFE作为抗低落剂，充分发挥各种助剂之间的协效作用，极大提高FRPC材料的低温缺口冲击强度，同时改善了FRPC耐化学试剂、耐应力开裂的问题；

(3)本发明通过控制各成分的用量，解决了解决某种单一助剂添加量过大而引起材料某些性能大幅下降的问题，增强了合成的塑料的耐温性和耐候性。

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。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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1

本实施例提供一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：4份的阻燃剂BDP，80.2份的PC树脂、5份的核壳共聚物、0.5份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.5份的包覆型PTFE、0.2份的2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、0.5份的石墨、0.2份的为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑。

制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在60℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、石墨、为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料；其中双螺杆挤出机的挤出温度控制在250℃。

实施例2

本实施例提供一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：6份的阻燃剂BDP，89.1份的PC树脂、10份的核壳共聚物、1份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.8份的包覆型PTFE、0.4份的双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、1.0份的二硫化钼、0.6份的紫外线吸收剂。

制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在65℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、二硫化钼、紫外线吸收剂，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料；其中双螺杆挤出机的挤出温度控制在255℃。

实施例3

本实施例提供一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：4.5份的阻燃剂BDP，85份的PC树脂、6份的核壳共聚物、0.6份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6份的包覆型PTFE、0.3份的四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、0.6份的聚四氟乙烯、0.3份的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。

制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在70℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、聚四氟乙烯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料；其中双螺杆挤出机的挤出温度控制在260℃。

实施例4

本实施例提供一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：5.5份的阻燃剂BDP，87份的PC树脂、8份的核壳共聚物、0.8份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.7份的包覆型PTFE、0.4份的四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、0.8份的尼龙、0.5份的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在75℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、尼龙、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料；其中双螺杆挤出机的挤出温度控制在265℃。

实施例5

本实施例提供一种阻燃耐候耐低温塑料，按重量份数计，包括以下组分：5份的阻燃剂BDP，86份的PC树脂、7份的核壳共聚物、0.7份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6份的包覆型PTFE、0.3份的双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、0.7份的氮化硼、0.4份的2-(2'-羟基-3'，5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

制备方法具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在80℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、氮化硼、2-(2'-羟基-3'，5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料；其中双螺杆挤出机的挤出温度控制在270℃。

试验检测

将实施例1到实施例5中制备的高性能阻燃合金塑料的性能进行检测，检测结果如下表所示。

根据上述的检测结果可知，采用本发明的配方和制备方法制备的高性能阻燃合金塑料的拉伸强度、耐温性能、缺口冲击强度、熔体质量流动速率、耐候性、阻燃性均很好，实现了提高阻燃合金塑料的多种性能的效果。

Claims (9)

1.一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：4～6份的阻燃剂BDP，80.2～89.1份的PC树脂、5～10份的核壳共聚物、0.5～1份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.5～0.8份的包覆型PTFE、0.2～0.4份的抗氧剂、0.5～1.0份的润滑剂、0.2～0.6份的紫外线吸收剂。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：4.5～5.5份的阻燃剂BDP，85～87份的PC树脂、6～8份的核壳共聚物、0.6～0.8份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6～0.7份的包覆型PTFE、0.3～0.4份的抗氧剂、0.6～0.8份的润滑剂、0.3～0.5份的紫外线吸收剂。

3.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：5份的阻燃剂BDP，86份的PC树脂、7份的核壳共聚物、0.7份的带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、0.6份的包覆型PTFE、0.3份的抗氧剂、0.7份的润滑剂、0.4份的紫外线吸收剂。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，所述核壳共聚物的壳为有机硅甲基丙烯酸甲酯，核为丙烯酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，所述润滑剂为石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、尼龙、氮化硼和氟化石墨中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种阻燃耐候耐低温塑料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-3'，5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的任意一种。

8.一种权利要求1-3任意一项所述的阻燃耐候耐低温塑料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：将BDP阻燃剂加入到安装有恒温加热装置的计量泵罐体内，将计量泵内的温度控制在60-80℃；

步骤2：按比例量取PC树脂、核壳共聚物、带羟基官能团的苯基硅薄片树脂、包覆型PTFE、抗氧剂、润滑剂、紫外线吸收剂，搅拌混合均匀后加入到双螺杆挤出机中；

步骤3：从计量泵罐体内按比例向挤出机中加入BDP阻燃剂，通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到高性能阻燃合金塑料。

9.根据权利要求8所述的一种高性能阻燃合金塑料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的挤出温度控制在250～270℃。