CN117362967A - 一种耐油、阻燃的pc/pbt材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种耐油、阻燃的PC/PBT材料及其制备方法和应用。一种PC/PBT材料，按重量份计，PC/PBT材料的制备原料包括PC树脂60‑70份、硅化PC树脂10‑20份、PBT树脂5‑10份、阻燃剂7‑10份、增韧剂6‑8份；增韧剂选自丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物高胶粉、甲基丙烯酸甲酯‑丁二烯‑苯乙烯三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸酯‑有机硅三元共聚物中的至少一种。本发明通过按特定比例添加PC树脂、硅化PC树脂、PBT树脂、阻燃剂和增韧剂，使得材料满足耐油特性、阻燃性能和力学性能。另外，PC树脂耐油性较差，通过添加硅化PC和PBT材料，提高材料的耐油性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种耐油、阻燃的PC/PBT材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，厨房电器行业的市场规模一直呈现增长趋势。目前，厨房电器市场中，PC/ABS合金材料空间巨大，有较好的增长趋势，而对耐油阻燃PC/PBT材料的相关研究还很少。
PC/PBT合金材料具有聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)两者的优点，它既具有PC优良的耐冲击性能、耐热性能、高强度、弹性系数、低成形收缩率；同时又具有PBT优良的耐化学性能，无应力开裂，广泛应用于汽车、电子电气等领域。然而PC材料耐油性较差，且厨房电器通常需要具有优良的阻燃性能，国内主流的改性技术通常是加入PBT、PET材料来提高耐油性能，但是依然不能很好的满足厨房电器的耐油性能和阻燃性能需求，加入阻燃剂虽然可以提高材料的阻燃性能，但同时会降低材料的力学性能。
因此，亟需提供一种耐油、阻燃的PC/PBT材料，其同时具有良好的耐油性能、阻燃性能和力学性能。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本发明提供一种耐油、阻燃的PC/PBT材料，其同时具有良好的耐油性能、阻燃性能和力学性能。
本发明的发明构思：本发明通过按特定比例添加PC树脂、硅化PC树脂、PBT树脂、阻燃剂和增韧剂，使得PC/PBT材料满足耐油特性、阻燃性能和力学性能。PBT材料为结晶型材料，具有良好的耐化学性；硅化PC材料中的有机硅成分使材料具有良好的耐化学性；通过在PC树脂中添加硅化PC和PBT材料，其共同作用可提高材料的耐油性能。另外，阻燃剂的添加使材料具有良好的阻燃性能，但是其会降低材料的韧性，而在PC树脂、硅化PC树脂、PBT树脂的基础上，添加增韧剂可以保证材料韧性，使PC/PBT材料在保证力学性能的基础上，同时具有良好的耐油性能和阻燃性能。
因此，本发明的第一方面提供一种耐油、阻燃的PC/PBT材料。
具体的，一种耐油、阻燃的PC/PBT材料，按重量份计，所述PC/PBT材料的制备原料包括PC树脂60-70份、硅化PC树脂10-20份、PBT树脂5-10份、阻燃剂7-10份、增韧剂6-8份；
所述增韧剂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-有机硅三元共聚物中的至少一种。
优选地，所述PC/PBT材料的制备原料还包括抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂。
优选地，按重量份计，所述PC/PBT材料的制备原料包括PC树脂60-70份、硅化PC树脂10-20份、PBT树脂5-10份、阻燃剂7-10份、增韧剂6-8份、抗氧剂0.3-0.5份、润滑剂0.1-0.5份和抗滴落剂0.2-0.5份。
优选地，所述硅化PC树脂为硅氧烷含量为5-9％的共聚PC树脂。
进一步优选地，所述硅化PC树脂为硅氧烷含量为6-8％的共聚PC树脂。
优选地，所述PC树脂的熔融指数为7-18g/10min。
进一步优选地，所述PC树脂的熔融指数为8-17g/10min。
具体的，所述PC树脂熔融指数的测试条件为300℃，1.2Kg。
优选地，所述硅化PC树脂的熔融指数为12-22g/10min。
进一步优选地，所述硅化PC树脂的熔融指数为13-20g/10min。
具体的，所述PC树脂熔融指数的测试条件为300℃，1.2Kg。
优选地，所述PBT树脂的熔融指数为18-33g/10min。
进一步优选地，所述PBT树脂的熔融指数为20-30g/10min。
具体的，所述PBT树脂熔融指数的测试条件为250℃，2.16Kg。
优选地，所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
优选地，所述阻燃剂包括磷酸三苯酯(TPP)、双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)中的至少一种。
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂。
优选地，所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配得到。
优选地，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为0.8-1.2：1.8-2.2。
进一步优选地，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为0.9-1.1：1.9-2.1。
更进一步优选地，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：2。
优选地，所述润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)中的至少一种。
优选地，所述抗滴落剂包括包覆型聚四氟乙烯(PTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)原粉中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的耐油、阻燃的PC/PBT材料的制备方法。
具体的，所述耐油、阻燃的PC/PBT材料的制备方法包括以下步骤：
将各原料组分混合、挤出，制得所述PC/PBT材料。
优选地，各原料组分先经干燥，然后进行混合、挤出。
优选地，所述干燥的温度为70-110℃。所述干燥的时间为0.8-2.2h。
进一步优选地，所述干燥的温度为80-100℃。所述干燥的时间为1-2h。
优选地，所述混合在高速搅拌机中进行。
优选地，所述高速搅拌机的搅拌转速为360-880r/min，所述高速搅拌机的搅拌时间为5-12min。
进一步优选地，所述高速搅拌机的搅拌转速为400-800r/min，所述高速搅拌机的搅拌时间为6-10min。
优选地，采用双螺杆挤出机进行挤出；所述挤出后还包括冷却，造粒，干燥。
具体的，所述双螺杆挤出机分为11个温区。
优选地，所述双螺杆挤出机的温区分别为：第一温区160-180℃、第二温区245-265℃、第三温区245-265℃、第四温区240-260℃、第五温区230-250℃、第六温区230-250℃、第七温区220-240℃、第八温区220-240℃、第九温区220-240℃、第十温区225-245℃、第十一温区225-245℃。
进一步优选地，所述双螺杆挤出机的温区分别为：第一温区165-175℃、第二温区250-260℃、第三温区250-260℃、第四温区245-255℃、第五温区235-245℃、第六温区235-245℃、第七温区225-235℃、第八温区225-235℃、第九温区225-235℃、第十温区230-240℃、第十一温区230-240℃。
更进一步优选地，所述双螺杆挤出机的温区分别为：第一温区170℃，第二温区255℃，第三温区255℃，第四温区250℃，第五温区240℃，第六温区240℃，第七温区230℃，第八温区230℃，第九温区230℃，第十温区235℃，第十一温区235℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的喂料转速为10-26r/min；所述双螺杆挤出机的主机转速为200-660r/min。
进一步优选地，所述双螺杆挤出机的喂料转速为12-24r/min；所述双螺杆挤出机的主机转速为220-600r/min。
本发明的第三方面提供一种厨房电器。
具体的，所述厨房电器包括本发明第一方面所述的耐油、阻燃的PC/PBT材料。
相对于现有技术，本发明提供的技术方案的有益效果如下：
(1)本发明通过按特定比例添加PC树脂、硅化PC树脂、PBT树脂、阻燃剂和增韧剂，使得PC/PBT材料满足耐油特性、阻燃性能和力学性能。
(2)PC树脂耐油性较差，本发明通过在PC树脂中添加硅化PC和PBT材料，其共同作用可提高材料的耐油性能。
(3)阻燃剂的添加使材料具有良好的阻燃性能，但是其会降低材料的韧性，本发明在PC树脂、硅化PC树脂、PBT树脂的基础上添加增韧剂，使PC/PBT材料在保证力学性能的基础上，同时具有良好的耐油性能和阻燃性能。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
本发明实施例1-2、对比例1-2中各原料组分的型号规格及厂家如下：
PC树脂：LXTY1609T-11，购自鲁西化工集团股份有限公司；
硅化PC树脂：FG1760，购自台化出光石油化学股份有限公司；
PBT树脂：1100-211S，购自长春人造树脂厂股份有限公司；
磷酸酯阻燃剂：WSFR-PX-220，购自浙江万盛化工有限公司；
增韧剂：S-2001，购自日本三菱化学株式会社；M-711，购自日本钟渊化学工业株式会社；1125AC，购自美国杜邦公司；
相容剂：SOG-02，购自佳易容相容剂江苏有限公司；
抗氧剂：1076，168，均购自巴斯夫(中国)有限公司；
润滑剂：美国龙沙PETS，日本花王EBS；
抗滴落剂：M532，购自日本大金工业株式会社；SN3208，购自广州熵能创新材料股份有限公司；DB105X，购自上海普信高分子材料有限公司。
本发明实施例1-2、对比例1-2中原料及添加量如表1所示。
表1：实施例1-2、对比例1-2中原料及添加量
表1中的各原料组分在80℃温度条件下烘干2h，备用。
实施例1
一种耐油、阻燃的PC/PBT材料，按重量份计包括表1中所示的原料组分。
一种耐油、阻燃的PC/PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将各原料组分投入高速搅拌机，以600r/min的转速搅拌10min，使各原料充分混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得的混合料加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的11个温区分别设定为170℃，255℃，255℃，250℃，240℃，240℃，230℃，230℃，230℃，235℃，235℃，喂料转速15r/min，主机转速为350r/min；然后经冷却，造粒，干燥，制得耐油、阻燃的PC/PBT材料。
实施例2
一种耐油、阻燃的PC/PBT材料，按重量份计包括表1中所示的原料组分。
一种耐油、阻燃的PC/PBT材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将各原料组分投入高速搅拌机，以600r/min的转速搅拌10min，使各原料充分混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)所得的混合料加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机的11个温区分别设定为170℃，255℃，255℃，250℃，240℃，240℃，230℃，230℃，230℃，235℃，235℃，喂料转速15r/min，主机转速为350r/min；然后经冷却，造粒，干燥，制得耐油、阻燃的PC/PBT材料。
对比例1
对比例1和实施例1的区别在于，对比例1不添加硅化PC，其他同实施例1。
对比例2
对比例2和实施例1的区别在于，对比例2采用等量的相容剂和增韧剂1125AC替换实施例1的增韧剂S-2001和M711，其他同实施例1。
性能测试
将实施例1-2、对比例1-2的耐油、阻燃的PC/PBT材料经注射成型制成成品，然后置于温度为70℃的花生油中168h，常温放置24h后进行测试，测试结果如表2所示。
表2：实施例1-2、对比例1-2的PC/PBT材料的性能
由表2可以看出，本发明的PC/PBT材料具有良好的耐油性能、阻燃性能和力学性能。
对比例1由于未添加硅化PC，使得对比例1的PC/PBT材料的耐油性能和阻燃性能明显差于实施例1；说明硅化PC既对材料的耐油性能有协同效果，也对阻燃性能有协同效果。
对比例2采用等量的相容剂和增韧剂1125AC替换实施例1的增韧剂，使得对比例2的PC/PBT材料的力学性能、耐油性能和阻燃性能差于实施例1。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种PC/PBT材料，其特征在于，按重量份计，所述PC/PBT材料的制备原料包括PC树脂60-70份、硅化PC树脂10-20份、PBT树脂5-10份、阻燃剂7-10份、增韧剂6-8份；
所述增韧剂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-有机硅三元共聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的PC/PBT材料，其特征在于，所述PC/PBT材料的制备原料还包括抗氧剂、润滑剂和抗滴落剂。
3.根据权利要求2所述的PC/PBT材料，其特征在于，按重量份计，所述PC/PBT材料的制备原料包括PC树脂60-70份、硅化PC树脂10-20份、PBT树脂5-10份、阻燃剂7-10份、增韧剂6-8份、抗氧剂0.3-0.5份、润滑剂0.1-0.5份和抗滴落剂0.2-0.5份。
4.根据权利要求1所述的PC/PBT材料，其特征在于，所述硅化PC树脂为硅氧烷质量含量为5-9％的共聚PC树脂。
5.根据权利要求1所述的PC/PBT材料，其特征在于，所述PC树脂的熔融指数为7-18g/10min；所述硅化PC树脂的熔融指数为12-22g/10min；所述PBT树脂的熔融指数为18-33g/10min。
6.根据权利要求1-3任一项所述的PC/PBT材料，其特征在于，所述阻燃剂包括磷酸三苯酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的PC/PBT材料，其特征在于，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂；所述润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯、乙烯基双硬脂酰胺中的至少一种；所述抗滴落剂包括包覆型聚四氟乙烯、聚四氟乙烯原粉中的至少一种。
8.权利要求1-7任一项所述的PC/PBT材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各原料组分混合、挤出，制得所述PC/PBT材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用双螺杆挤出机进行挤出；所述双螺杆挤出机的温区分别为：第一温区160-180℃、第二温区245-265℃、第三温区245-265℃、第四温区240-260℃、第五温区230-250℃、第六温区230-250℃、第七温区220-240℃、第八温区220-240℃、第九温区220-240℃、第十温区225-245℃、第十一温区225-245℃。
10.一种厨房电器，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的PC/PBT材料。
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