一種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料及其制備方法，按重量份計，所述聚碳酸酯復合材料的配方如下：聚碳酸酯70～90；溴系阻燃劑5～15；硅系阻燃劑1～5；抗氧劑0.2～2；紫外線吸收劑0.2～2；增韌劑1～10；潤滑劑0.2～2。本發明的聚碳酸酯復合材料阻燃性能達到2.5mm5VA級別，力學性能與普通PC相近，耐候性能優異，流動性好容易加工，阻燃劑用量少，成本低，具有廣闊的市場空間。
【專利說明】一種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料 及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 聚碳酸酯（PC)是一種高性能的熱塑性樹脂材料，具有機械強度高、耐沖擊性能 好、熱穩定性好、電氣性能優異且無毒害等優點，現在已經成為五大工程塑料中增長速度最 快的通用工程塑料品種，廣泛應用于各個工業領域。聚碳酸酯可采用多種加工成型方式，通 過注塑、擠出或者吹塑成型制造成各種各樣的制品。聚碳酸酯本身就具有一定的阻燃性，通 常其氧指數在25%左右，但在電子電器、汽車部件、辦公部件、建筑材料等領域往往無法滿 足更高的阻燃性能要求，需要經過阻燃改性才可以達到各方面的要求。
[0003] 目前市面上的阻燃PC大致分為如下三種：一、磷系阻燃PC，磷系無鹵，阻燃效率較 高，能保持材料較高的透明度，但容易水解，對PC的機械性能、熱性能影響很大；二、溴系阻 燃PC，溴系有鹵，阻燃效率較高，對PC材料的機械性能影響較小，但對環境有一定的污染； 三、磺酸鹽系阻燃PC，磺酸鹽系無鹵，但添加量小，很難在PC樹脂中分散均勻，加工溫度高， 對機械性能影響較大。另一方面，由于阻燃劑的添加，很大的影響了阻燃PC的耐候性能，影 響了阻燃PC材料在汽車、電器等領域的應用。但市場上往往無法找到阻燃級別很高的國產 化阻燃級PC產品，究其原因主要是聚碳酸酯材料厚度約小越容易在燃燒過程中產生融滴， 以及增加阻燃劑的添加量會影響材料的物理性能，兩者無法共存。


【發明內容】

[0004] 為解決上述技術問題，本發明目的在于提供一種具有優異機械性能、耐氣候能力 和高阻燃級別的阻燃聚碳酸酯復合材料。
[0005] 本發明同時還提供一種上述聚碳酸酯復合材料的制備方法。
[0006] 為達到上述目的，本發明的技術方案如下：
[0007] -種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料，按重量份計，所述聚碳酸酯復合材 料的配方如下：
[0008] 聚碳酸酯 70?90 溴系阻燃劑 V15 娃系阻燃劑 1~5 抗氧劑 0.2?2
[0009] 紫外線吸收劑 0.2-2 增_劑 1?10 潤滑劑 〇.2~2
[0010] 其中，
[0011] 所述聚碳酸酯為熔融指數為5?15g/10min的雙酚A型聚碳酸酯和熔融指數為 15?25g/10min的雙酚A型聚碳酸酯的混合物。所述烙融指數為5?15g/10min的雙酚A 型聚碳酸酯熔融指數低，其具有較高的沖擊等機械性能和熱性能，但流動性低，加工性能不 好；所述熔融指數為15?25g/10min的雙酚A型聚碳酸酯熔融指數高，其具有較高的流動 性，加工性能好，但分子量低，沖擊性能差，機械性能不佳。而將兩者以一定比例混合，可以 獲得綜合性能較好的聚碳酸酯混合物。
[0012] 具體地，所述熔融指數為5?15g/10min的雙酚A型聚碳酸酯和所述熔融指數為 15?25g/10min的雙酚A型聚碳酸酯的質量比為8:2?3:7。
[0013] 所述溴系阻燃劑為四溴雙酚A碳酸酯齊聚物的溴化芳香族阻燃劑，具體為 2, 4, 6-三溴苯氧基封端四溴雙酚A碳酸酯齊聚物。該溴系阻燃劑溴含量高，添加量少，可以 可能的降低對環境的污染。
[0014] 所述硅系阻燃劑為聚硅氧烷阻燃劑。所述聚硅氧烷具有高耐熱性，可以滿足聚碳 酸酯復合材料的高溫加工條件。而且經研究發現，溴系阻燃劑和硅系阻燃劑具有協同的作 用，在溴系阻燃劑中加入硅系阻燃劑，一方面，硅系阻燃劑在燃燒過程中生成的Si-c鍵產 物可以穩定碳層，進一步減少溴系阻燃劑的使用；另一方面，可以增加聚碳酸酯復合材料的 沖擊強度。
[0015] 所述抗氧劑為耐高溫的高效受阻酚類抗氧劑和低揮發性、耐水解性能的有機亞磷 酸酯抗氧劑按質量比為1:1?1:3組成的混合物。
[0016] 所述紫外線吸收劑為耐高溫的三嗪類紫外線吸收劑和苯并三唑類紫外線吸收劑 按質量比為1:1?3:1組成的混合物。
[0017] 所述增韌劑為改性的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。甲基丙烯酸 甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物作為增韌劑對阻燃PC沖擊強度的提升具有很好的效果， 但隨著添加量的上升，會影響材料的阻燃性能以及老化性能。本發明發現，甲基丙烯酸甲 酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和聚硅氧烷對阻燃聚碳酸酯具有協同增韌的作用，可能是 聚硅氧烷阻燃劑中的硅橡膠以及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物中的丁二烯 組分由于粒徑的不同，在聚碳酸酯可以更好的補充彼此之間的空隙，進一步增加對聚碳酸 酯復合材料的增韌效果。
[0018] 本發明中所述增韌劑具體可以為增韌劑M-732,該產品黃色指數（YI)低，?值只 有0. 2,同時耐黃變效果好，耐高溫性能好，符合PC材料的加工要求。
[0019] 所述潤滑劑為潤滑劑TAF，其相較于普通的EBS和芥酸酰胺，具有更高的熔點，更 適合PC材料的加工條件，同時可以使阻燃劑更均勻地分散在樹脂中，不影響阻燃效果和材 料強度。
[0020] 本發明中，全部所述的原料均可通過商購和/或采取已知的手段來制備得到，沒 有加以特別說明時，均滿足標準化工產品要求。
[0021] 一種上述聚碳酸酯復合材料的制備方法，所述制備方法為：按所述聚碳酸酯復合 材料的配方，先將聚碳酸酯、溴系阻燃劑、硅系阻燃劑、增韌劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和潤 滑劑混合均勻形成混合物料，然后將所述混合物料加入到雙螺桿擠出機中，然后經過擠出、 拉條、生冷、切粒后得到所述聚碳酸酯復合材料，其中，所述雙螺桿擠出機的料筒溫度控制 在 240 ?260°C。
[0022] 所述聚碳酸酯在110?130°C下干燥5?7h，然后再與所述聚碳酸酯復合材料的 其他原料進行混合。
[0023] 由于上述技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點：
[0024] 本發明的聚碳酸酯復合材料采用溴硅復合阻燃劑，溴硅兩者具有協同的作用。在 溴系阻燃劑中加入硅系阻燃劑，一方面，硅系阻燃劑在燃燒過程中生成的Si-C鍵產物可以 穩定碳層，進一步減少溴系阻燃劑的使用；另一方面，可以增加聚碳酸酯復合材料的沖擊強 度。
[0025] 本發明的聚碳酸酯復合材料的阻燃性能達到2. 5mm5VA級別，力學性能與普通PC 相近，耐候性能優異，流動性好容易加工，阻燃劑加入量較少，成本較進口產品低，具有廣闊 的市場空間。
[0026] 本發明聚碳酸酯復合材料的制備方法工藝、操作簡單。

【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。
[0028] 實施例中所用的部分原料的來源為：
[0029] 聚碳酸酯LV1250Y 日本帝人化成 聚碳酸酯2407 德國拜耳 增韌劑M-511 日本鐘淵 增韌劑M-732 日本鐘淵 抗氧劑IRGANOX245 德國巴斯夫 抗氧劑IRGAFOSP-EPQ 德國巴斯夫
[0030] 紫外線吸收劑TINVIN 234 德國巴斯夫 紫外線吸收劑TINVIN 1577 德國巴斯夫 潤滑劑TAF-A 蘇州興泰國光
[0031] 溴系阻燃劑為2, 4, 6-三溴苯氧基封端四溴雙酚A碳酸酯齊聚物；硅系阻燃劑為聚 硅氧烷阻燃劑。
[0032] 實施例1
[0033] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0034] 聚碳酸酯復合材料的制備方法包括以下步驟：
[0035] (1)將聚碳酸酯置于120°C下干燥6h ;
[0036] (2)按聚碳酸酯復合材料的配方，稱取聚碳酸酯、溴系阻燃劑、硅系阻燃劑、增韌 齊U、抗氧劑、紫外線吸收劑和潤滑劑置于攪拌桶中混合均勻；
[0037] (3)將步驟（2)的混合物料加入雙螺桿擠出機，擠出、拉條、水冷并切粒，制得聚碳 酸酯復合材料，其中，雙螺桿擠出機的料筒溫度控制在240?260°C。
[0038] 實施例2
[0039] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0040] 聚碳酸酯復合材料的制備方法如實施例1。
[0041] 實施例3
[0042] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0043] 聚碳酸酯復合材料的制備方法如實施例1。
[0044] 實施例4
[0045] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0046] 聚碳酸酯復合材料的制備方法如實施例1。
[0047] 實施例5
[0048] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0049] 聚碳酸酯復合材料的制備方法如實施例1。
[0050] 實施例6
[0051] 本實施例采用的原料及用量參見表1。
[0052] 聚碳酸酯復合材料的制備方法如實施例1。
[0053] 表1實施例1?6的原料重量份數配比
[0054]

【權利要求】
1. 一種高效溴硅阻燃耐氣候聚碳酸酯復合材料，其特征在于，按重量份計，所述聚碳酸 酯復合材料的配方如下： 聚碳酸酯 7(Γ90 溴系阻燃劑 5~15 娃系阻燃劑 1~5 抗氧劑 〇. 2~2 紫外線吸收劑 〇. 2~2 增韌劑 1~1〇 潤滑劑 〇. 2~2 其中， 所述聚碳酸酯為熔融指數為5~15g/10min的雙酚Α型聚碳酸酯和熔融指數為 15~25g/10min的雙酚A型聚碳酸酯的混合物。
2. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述熔融指數為 5~15g/10min的雙酚A型聚碳酸酯和所述烙融指數為15~25g/10min的雙酚A型聚碳酸酯的 質量比為8:2?3:7。
3. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述溴系阻燃劑為四溴雙 酚A碳酸酯齊聚物的溴化芳香族阻燃劑。
4. 根據權利要求3所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述溴系阻燃劑為 2, 4, 6-三溴苯氧基封端四溴雙酚A碳酸酯齊聚物。
5. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述硅系阻燃劑為聚硅氧 烷阻燃劑。
6. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述抗氧劑為高效受阻酚 類抗氧劑和有機亞磷酸酯抗氧劑按質量比為1:1~1:3組成的混合物。
7. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述紫外線吸收劑為三嗪 類紫外線吸收劑和苯并三唑類紫外線吸收劑按質量比為1:1~3:1組成的混合物。
8. 根據權利要求1所述的聚碳酸酯復合材料，其特征在于，所述增韌劑為甲基丙烯酸 甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述潤滑劑為潤滑劑TAF。
9. 一種權利要求1~8中任一項權利要求所述的聚碳酸酯復合材料的制備方法，其特征 在于，所述制備方法為：按所述聚碳酸酯復合材料的配方，先將聚碳酸酯、溴系阻燃劑、硅系 阻燃劑、增韌劑、抗氧劑、紫外線吸收劑和潤滑劑混合均勻形成混合物料，然后將所述混合 物料加入到雙螺桿擠出機中，然后經過擠出、拉條、生冷、切粒后得到所述聚碳酸酯復合材 料，其中，所述雙螺桿擠出機的料筒溫度控制在24(T260°C。
10. 根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述聚碳酸酯在ll(Tl3(rC下干燥 5~7 h，然后再與所述聚碳酸酯復合材料的其他原料進行混合。
【文檔編號】C08K5/00GK104086970SQ201410337279
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】邵志成, 萬吳軍, 徐軍, 徐盧碧 申請人:太倉市華鼎塑料有限公司