本發明涉及改性聚碳酸酯材料領域，特別涉及一種高溫抗黃變阻燃聚碳酸酯組合物及其制備方法。

背景技術：

聚碳酸酯材料因耐溫高、光澤度高和韌性好，阻燃等級v2，而廣泛應用于汽車、家電和電子電工和燈飾行業。作為應用于電器方面或長期處在高溫環境中，對于材料的防火性提出高的要求，材料的阻燃級別一般要做到v0。用于燈飾件的阻燃聚碳酸酯材料，長期處在高溫環境中，對于淺色鮮艷顏色，尤其是白色類產品，對材料的長期高溫抗黃變提出了高的要求。現有技術中解決聚合物高溫抗黃變的方法是添加抗氧化劑或熱穩定劑，但未曾從阻燃劑和著色劑分散性方面考慮。從相態分析，阻燃劑和著色劑不能很好分散在樹脂基體中，抗氧劑和熱穩定劑只能起臨時效果，長期高溫環境下，阻燃劑部分游離基團會引起樹脂的共軛效應，從而黃變較嚴重，力學性能衰減。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種高溫抗黃變阻燃聚碳酸酯組合物及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：一種高溫抗黃變阻燃聚碳酸酯組合物，其按原料重量份計包括如下組成：

聚碳酸酯樹脂80~90份；

著色劑0.01~2份；

分散劑0.3~1份；

阻燃劑6~10份；

增韌劑2~6份；

抗氧劑0.3~1份；

潤滑劑0.3~1份。

作為上述方案的進一步改進，所述聚碳酸酯樹脂的熔體質量流動速率為10~13g/10min。具體地，所述聚碳酸酯樹脂屬于中粘度的聚碳酸酯樹脂，其控制水分含量低于0.02wt%，可保證組合物具有良好的加工性能。

作為上述方案的進一步改進，所述分散劑由環狀聚酯和硬脂酸鹽按重量份計比例為2~9:1復配而成，該復配配比使環狀聚酯和硬脂酸鹽具有協同效應，從而可使分散劑較差的阻燃劑和著色劑能很好地分散在聚碳酸酯樹脂中。當環狀聚酯和硬脂酸鹽的配比低于2:1時，因環狀聚酯的含量低，無法很好的和聚碳酸酯樹脂緊密結合，進而很難很好的使得阻燃劑和著色劑分散在樹脂基體中；當兩者配比高于9:1時，過多的環狀聚酯因熔點低而容易結團，同樣致使阻燃劑和著色劑無法很好的分散在樹脂基體中。

作為上述方案的進一步改進，所述環狀聚酯選自四元環聚酯、五元環聚酯和六元環聚酯中的其中一種。本發明優選五元環聚酯作為環狀聚酯。

作為上述方案的進一步改進，所述硬脂酸鹽選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鉻、硬脂酸銅中的其中一種。本發明優選硬脂酸鈣作為硬脂酸鹽。

作為上述方案的進一步改進，阻燃劑選自溴代三嗪、十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯和溴化環氧中的其中一種。本發明優選溴代三嗪作為阻燃劑，其為白色粉末，溴含量為65~70%。

作為上述方案的進一步改進，所述增韌劑選自聚丙烯接枝馬來酸酐、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物中的其中一種。本發明優選具有核殼結構的甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物作為增韌劑。

作為上述方案的進一步改進，所述抗氧劑由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑復配而成。

作為上述方案的進一步改進，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。

作為上述方案的進一步改進，本發明中的著色劑為鈦白粉、鐵紅、紅口鈦黃和熒光增白劑的混合物。

一種如上所述的高溫抗黃變阻燃聚碳酸酯組合物的制備方法，其包括如下工藝步驟：按重量份計將各原料組分加入高速混合機中混合均勻，混合時間為3~8min，然后將混合均勻的物料從雙螺桿擠出機主喂料口加入，經雙螺桿擠出機塑化、水冷、風干、造粒，控制擠出過程中溫度在210~230℃范圍內，螺桿轉速在300~400rpm范圍內，得聚碳酸酯組合物顆粒成品。

本發明的有益效果是：本發明通過調整聚碳酸酯組合物的原料組分，選用具有耐高溫性的著色劑，同時利用由環狀聚酯和硬脂酸鹽復配組成的復合物作為分散劑，使得原本分散性差的阻燃劑和著色劑能夠均勻地分散在樹脂基體中，從而保證該聚碳酸酯組合物在擠出過程中顏色穩定，且兼具優異的高溫抗黃變阻燃性能。本發明所制得的阻燃聚碳酸酯組合物兼具優異的高溫抗黃變和機械性能，可以廣泛應用于燈飾或充電器行業。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行具體描述，以便于所屬技術領域的人員對本發明的理解。有必要在此特別指出的是，實施例只是用于對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術熟練人員，根據上述發明內容對本發明作出的非本質性的改進和調整，應仍屬于本發明的保護范圍。同時下述所提及的原料未詳細說明的，均為市售產品；未詳細提及的工藝步驟或制備方法為均為本領域技術人員所知曉的工藝步驟或制備方法。

本發明的實施例采用部分原料的具體選用如下：

聚碳酸酯樹脂：日本出光化學，牌號為ir2200；

增韌劑：美國羅門哈斯exl-2690；

溴代三嗪：森賽森賽逖康，牌號為tr-245；

抗氧劑：美國科萊恩公司，牌號為qb1202；

潤滑劑：美國法基公司，牌號為pets；

鈦白粉：美國杜邦公司，牌號為r103；

鐵紅：德國拜耳，牌號為4130；

紅口鈦黃：德國拜耳，牌號為4960；

熒光增白劑：美國科萊恩，牌號為ob-1。

本發明對產品進行性能測試所采用的方法如下：

熔融指數：按照iso1133方法，于300℃，1.2kg負荷下進行測試；

燃燒等級測試：按照ul-94標準，用垂直燃燒儀測試；

缺口沖擊強度：按照iso179，樣條厚度4mm；

密度測試，按照iso1813方法，23℃；

恒溫黃變測試：將制備好的10mm×10mm×3mm色板置于恒溫鼓風干燥箱中，138℃，24小時；

色差值測試：用手提式cr400色差儀，測量恒溫黃變測試進行前后的測試色板的l、a、b值，計算組合物高溫黃變后的總色差△e，其色差公式為△e=。

實施例1~3和對比例1~3的原料組分如下表1中配方部分所示，其制備方法為：

按重量份計將干燥處理過的聚碳酸酯樹脂（含水量小于0.02wt%）和其它原料組分一同加入告訴混合機中混合均勻，混合時間為5min，然后將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機（螺桿直徑為40mm，長徑比l/d=40）的料斗中，經雙螺桿擠出機塑化擠出、水冷、吹干和造粒，控制擠出過程中溫度在210~230℃范圍內，螺桿轉速為350rpm，得顆粒成品。

然后將制得的各種顆粒成品置于恒溫鼓風干燥箱中干燥，110℃干燥1小時，注塑機制作標準樣條和色板，注塑溫度為240~260℃。將注塑好的樣條置于環境溫度23℃，相對濕度50%中至少24小時后進行測試性能。將制備好的色板置于恒溫鼓風干燥箱，溫度138℃，12h后冷卻取出，測試色差值，24小時后取出測試色差值，測試結果如下表1中測試部分所示。

根據表1測試結果可見，本發明制得的阻燃聚碳酸酯組合物實施例1~3在高溫138℃/24h后，其色差值△e明顯優于對比例1~3，而且機械性能有明顯提高。通過對比例1，2和實施例1~3比較，分散劑中環狀聚酯和硬脂酸鹽的比例控制在2:1~9:1之間，組合物的高溫黃變效果較好，總色差△e＜1。通過對比例3和實施例1比較，抗氧劑qb1202的含量增加至0.5，組合物的高溫黃變效果更好。

實施例4~7的原料組分如下表2中配方部分所示，其制備方法為：

按重量份計將干燥處理過的聚碳酸酯樹脂（含水量小于0.02wt%）和其它原料組分一同加入告訴混合機中混合均勻，混合時間為5min，然后將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出機（螺桿直徑為40mm，長徑比l/d=40）的料斗中，經雙螺桿擠出機塑化擠出、水冷、吹干和造粒，控制擠出過程中溫度在210~230℃范圍內，螺桿轉速為350rpm，得顆粒成品。

然后將制得的各種顆粒成品置于恒溫鼓風干燥箱中干燥，110℃干燥1小時，注塑機制作標準樣條和色板，注塑溫度為240~260℃。將注塑好的樣條置于環境溫度23℃，相對濕度50%中至少24小時后進行測試性能。將制備好的色板置于恒溫鼓風干燥箱，溫度138℃，12h后冷卻取出，測試色差值，24小時后取出測試色差值，測試結果如下表2中測試部分所示。

根據表2測試結果可見，本發明制得的阻燃聚碳酸酯組合物，在高溫138℃/24h后，材料總色差△e＜1。

通過實施例1~7數據可得，當抗氧劑的添加量為0.5份，控制分散劑中環狀聚酯和硬脂酸鹽的比例，能夠使得合物的高溫抗黃變和綜合性能最優，滿足燈飾的高溫抗黃變要求，同時能夠實現良好的成型加工，滿足塑膠制件的使用要求。

上述實施例為本發明的優選實施例，凡與本發明類似的工藝及所作的等效變化，均應屬于本發明的保護范疇。