本發明屬于高分子技術領域，具體涉及一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料及其制備方法。

背景技術：

聚碳酸酯是分子末端帶羥基或羧基，由碳酸酯基團與芳香族或脂肪族基團相連接、重復排列所形成的線型高分子化合物，簡稱PC。聚碳酸酯具有很好的剛性、韌性、耐低溫性、耐熱性、光澤度、透明度和電絕緣性等，但其熔體粘度大、耐化學藥品性差、易產生應力開裂以及對缺口敏感等。

傳統的阻燃聚碳酸酯用的阻燃劑為鹵系阻燃劑，雖然其阻燃性很好和添加量少，但是其在阻燃過程中會產生大量的有毒煙霧以及致癌的二噁英，并且產生的鹵代氫會腐蝕設備，造成二次污染。

隨著人們對環境保護以及人身安全的重視，歐盟等國家已經限制了鹵系阻燃劑的使用。目前，市場上常用的聚碳酸酯無鹵阻燃劑主要是磷酸酯類、磺酸鹽類和聚硅氧烷類等。其中，磷酸酯類阻燃劑的添加量比較大，生產成本較高，并且磷酸酯類阻燃劑對聚碳酸酯的缺口沖擊強度和熱變形溫度影響比較大。磺酸鹽類阻燃劑雖然添加量較小，生產成本低，對聚碳酸酯的力學性能和熱變形溫度影響小，但是其由于易吸潮導致阻燃劑降解，阻燃效果明顯降低，并且其對聚碳酸酯薄壁制品的阻燃效果不大。

技術實現要素：

本發明目的是克服現有技術中的不足，提供一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，具有很高的缺口沖擊強度、阻燃性很好、生產成本較低和加工流動性好。

本發明的另一目的是提供一種上述聚碳酸酯材料的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：包括以下質量百分比組分：

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的聚碳酸酯為塔夫龍PC IR2200，其熔體流動速率14g/10min，日本帝人PC 1225L，其熔體流動速率24g/10min，沙伯基礎PC 2200R，其熔體流動速率25g/10min中的一種或兩種的混合物，兩種原料混合組成的聚碳酸酯主體，可以任意比例混合搭配，可得到不同導熱效果的產品。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的分散劑為白礦油、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或兩種的混合物，兩種原料混合組成的分散劑，配比為1:1。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的增韌劑為丙烯酸酯接枝的乙烯類彈性體，沈陽科通，KT-18，接枝率為15-20％；丁二烯-苯乙烯共聚物接枝聚甲基丙烯酸甲酯，美國羅門哈斯，EXL2620中的一種。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的無鹵阻燃劑為磺酸鹽無鹵阻燃劑，尚帷化工，FR-3110，有效成分含量≥99.7％；磺酸鹽無鹵阻燃劑，尚帷化工，FR-400B，有效成分含量≥99.7％；多聚芳基磷酸酯，浙江萬盛，PX-220，磷含量>10.5％；磷酸三苯酯，朗盛，TPP，磷含量為9.5％中一種或兩種，兩種原料混合組成的無鹵阻燃劑，配比為1:1或1:2。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述抗滴落劑為特殊改性的聚四氟乙烯，森賽逖康，SN3300B7。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)或β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)與三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(168)按質量比1:2復配。

如上所述的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，其特征在于：所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酸酯、特殊改性乙撐雙硬脂酸酯、季戊四醇硬脂酸酯或硅酮粉中一種或兩種的混合物。

如上所述聚碳酸酯材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法如下：

A、混料：先將聚碳酸酯、分散劑、增韌劑、無鹵阻燃劑、抗滴落劑、抗氧劑和潤滑劑加到高速混合機中，混合2-4min；

B、熔融擠出：然后將混和好的物料，加入到雙螺桿擠出機中熔融混合；

C、冷卻、風干和切粒：經擠出機熔融擠出后并經水冷、風干、切拉即可。

如上所述的制備方法，其特征在于：所述的雙螺桿擠出機的加工溫度為190-220℃，螺桿轉速為35-40rpm/min。在實際作業中，優選的雙螺桿擠出機各段溫度如下：1區溫度為60℃；2區溫度為230℃；3區溫度為220℃；4區溫度為210℃；5區溫度為220℃；模頭溫度為235℃。

與現有技術相比，本發明有如下優點：

本發明的一種低成本、高沖擊、高光澤和無鹵阻燃聚碳酸酯材料，搭配不同配比的分散劑或增韌劑的組合，使得產品的在具有很高的缺口沖擊強度，優異的阻燃性，很好的耐熱性的同時，在韌性和機械加工性能方面取得良好的效果，還具有一定防潮性，可以滿足大制件、小制件和復雜制件對注塑材料很高的加工流動性要求，且對無鹵阻燃產品制件的厚度要求很低，打螺絲很難打爆，表現出良好的加工流動性，生產成本方面由于大部分的同類產品，是產品更加具有市場競爭力。

【具體實施方式】

以下結合實施例對本發明進一步解釋說明：

實施例1：

A.按照表1中重量百分比，將聚碳酸酯和分散劑混合1-4分鐘，再將増韌劑、無鹵阻燃劑、抗滴落劑、抗氧劑和潤滑劑加入到上述混和好的物料中，混合1-4分鐘；

B.然后將混好的物料加到雙螺桿擠出機料斗中熔融擠出。雙螺桿擠出機各段溫度如下：1區溫度為60℃；2區溫度為230℃；3區溫度為220℃；4區溫度為210℃；5區溫度為220℃；模頭溫度為235℃。雙螺桿擠出機的螺桿轉速為38rpm/min。

C.經擠出機熔融擠出后并經水冷、風干、切拉，得到產品。

表1：實施例A1與對比例B1的各組分的重量百分比

表2：實施例A2與對比例B2的各組分的重量百分比

表3：實施例A3與對比例B3的各組分的重量百分比

表4產品實施例及對比例的性能測試結果

1、從表4中可以看出，產品A1與產品B1的測試結果相比，PX-220與TPP復配無鹵阻燃聚碳酸酯材料比單獨加PX-220的阻燃性好、缺口沖擊強度高以及生產成本低；

2、產品B2與產品A2的測試結果相比，加增韌劑的無鹵阻燃聚碳酸酯材料比沒加增韌劑的缺口沖擊強度高，并且沒加增韌劑的無鹵阻燃聚碳酸酯材料明顯有降解；

3、產品B1的測試結果與產品B2的相比，PX-220與TPP復配無鹵阻燃聚碳酸酯材料比磺酸鹽復配無鹵阻燃的加工流動性好，但產品B1的耐熱性比產品B2的差；

4、實施例A1-A3制備的聚碳酸酯材料的耐熱性和光澤度更佳；

5、采用相同原料和配方、不同制備方法制備的改性PC,使用本發明的制備方法制得的PC的性能更好；

6、采用相同制備方法、不同阻燃劑和增韌劑制備的改性PC,使用本發明的阻燃劑和增韌劑制得的PC的阻燃效果、機械性能和耐熱性更好。