專利名稱：一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改性聚碳酸酯的制備方法。
背景技術：
聚碳酸酯(PC)的阻燃性(氧指數為21% 24%，阻燃性能達到uL94V_2級)雖然優(yōu)于普通的熱塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等)，但仍難以滿足某些應用領域對阻燃性能的要求，例如很多應用在電子電器，以及室內建筑及家用產品，一般對材料都有阻燃要求 (V-0/3. 2mm或者Glow wire 960度)，然而現(xiàn)有的PC無法滿足這類產品的要求，因此須對PC 進行阻燃改性。一般，通過向聚合物中添加阻燃劑或在聚合物合成過程中引入溴、磷、硅等元素可達到阻燃改性的目的。目前PC用阻燃劑有四溴雙酚A(TBBPA)、十溴二苯醚(DBDP0)、 聚二溴苯醚(PDBP0)、十四溴二苯氧基苯(DBDPOB)等。然而許多歐洲國家與美國在多溴二苯醚等鹵系阻燃劑的毒性與環(huán)境問題上存在爭議，且鹵系阻燃劑裂解時產生的腐蝕性氣體易導致電子電氣設備關鍵部件的失靈。另外，PC容易產生應力開裂的問題。針對上述特性，市面上出現(xiàn)了各種改性品種，比如高韌性防開裂PC、阻燃PC等，但是目前市場上還沒有同時具有無鹵、阻燃和高韌性功能的聚碳酸酯產品，因為上述功能的實現(xiàn)按常規(guī)傳統(tǒng)改性手段是相互矛盾的，一種功能的實現(xiàn)通常都要降低另一功能的實現(xiàn)， 形成此消彼長的現(xiàn)象。改善PC韌性的常用增韌手段是用橡膠粒子來增韌，比如丁二烯類或丙烯晴類。然而采用烯烴類橡膠增韌的PC，不僅易導致PC的熱變形溫度急劇下降、影響有耐熱要求的產品使用，而且還對材料的阻燃性能有影響。若增加該類型的增韌劑，PC材料的阻燃性能也會明顯降低，從而增加了做阻燃材料的難度，特別是增加了做無鹵阻燃材料的難度。CN101173089公開了一種改性PC/ABS合金，其使用的增韌劑為丙烯酸酯類共聚物，屬于烯烴類橡膠，會降低PC的耐熱性能；其使用的阻燃劑為磷酸三苯酯(TPP)，也會降低PC的耐熱性能；該合金的制備方法是常規(guī)的混煉造粒，其缺點是PC和ABS容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，無法達到高性能的合金?，F(xiàn)有技術中制備改性PC的傳統(tǒng)工藝是將所有原料共同混合，這樣很難保證小劑量的粉料助劑得到均勻的分散與混合，從而會造成材料的性能的不穩(wěn)定，難于得到性能穩(wěn)定的合格品。另外，PC的表面通常光亮刺眼，在某些場合會帶來安全隱患，需要將其制成消光產品。如何降低PC表面光澤達到亞光表面，一直是難以解決的一個問題。特別是黑色產品， 表面光滑，特別容易發(fā)亮，要做到亞光較有難度。一般而言，材料表面的光澤可以如下分類。 鏡面玻璃表面的光澤度為90-100% ；光面物體表面的光澤度為70-90% ；半光澤度表面 物體表面的光澤度為30-70% ；亞光表面也稱蛋殼光澤表面表面的光澤度為10-30% ；無光面表面的光澤度為2-15%。亞光或者無光面給人以柔和的感覺，不刺眼。消光改性或者說消光要求應用廣泛，油漆、涂料及塑料行業(yè)都會用到。對于消光改性，目前國內傳統(tǒng)上還是以無機填料為主，一般為二氧化硅、氧化鎂、氧化鈣、三氧化二鐵、三氧化二鉬、滑石粉、碳酸鈣、硅灰石等無機填料。這些無機填料對光澤度的影響因素有很多種。有人研究CaCO3填充 PP的消光效果，當碳酸鈣填充量為5%時，填充制品的表面光澤度為50% ；當碳酸鈣填充量為 15%時，制品的表面光澤度為32%，上面所述皆為無機填料消光PC改性。此方法的優(yōu)點是價格成本有優(yōu)勢，不過最大的缺點就是該產品機械強度、特別是缺口沖擊強度非常低，產品特別易碎，很多場合都不能用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，使改性后的聚碳酸酯同時具備無鹵阻燃性和高韌性，在提高聚碳酸酯的增韌效果的同時又不影響其阻燃性能。本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的 一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法
A.粉料配比按以下重量份配比粉狀原料，聚碳酸酯粉5 10份、磺酸鹽阻燃劑 0. 03 0. 1份、抗氧劑0. 1 1份、色粉0. 01 0. 02份；
B.粒料配比按以下重量份配比粒子原料，聚碳酸酯粒子為75 85份、硅橡膠增韌劑 4. 86 10 份；
C.分別混料在不同的攪拌機中分別混合粉料及粒料
D.分別喂料將混合后的粉料送入粉料喂料斗，將混合后的粒料送入粒子喂料斗；
E.使用雙螺桿熔融擠出并精確控制下料先用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量， 然后待雙螺桿擠出機的加熱部達到擠出溫度260 280°C后，按設定的喂料比例控制下料， 熔融混合并擠出；
F.將擠出的物料冷卻切粒后稱量包裝。一般而言，低于0. 1%劑量的阻燃劑如何在體系中實現(xiàn)良好的均勻一致的分散，在工藝中是一個比較難的問題。如果小劑量助劑不能在系統(tǒng)中均勻分散，就會導致材料阻燃性能的不穩(wěn)定，有時候材料阻燃性能良好，有時候材料的阻燃性能不夠，不能達到所需等級。本發(fā)明的制備方法采用粉料和粒料分別混合、然后分別進入帶失重秤的自動喂料系統(tǒng)， 用電腦按配方比例進行精確控制下料，使小劑量的阻燃劑均勻分散于整個物料，然后該小劑量的阻燃劑與PC在雙螺桿擠出機中反應，而且與硅橡膠增韌劑組合后使改性PC的無鹵阻燃性和增韌性產生了協(xié)同增效作用，實現(xiàn)了優(yōu)質組合，使所述的改性聚碳酸酯具有良好的阻燃性和抗沖擊強度，制備的改性PC性能穩(wěn)定。本發(fā)明的磺酸鹽阻燃劑雖然使用的劑量較小，但阻燃效率高，不僅能夠在本發(fā)明產品的特定制備工藝中良好的分散于整個體系，實現(xiàn)阻燃性能的穩(wěn)定，而且與硅橡膠增韌劑組合后使改性PC的無鹵阻燃性和增韌性產生了協(xié)同增效作用，實現(xiàn)了優(yōu)質組合，使所述的改性聚碳酸酯具有良好的阻燃性和抗沖擊強度。本發(fā)明中的磺酸鹽阻燃劑、硅橡膠增韌劑及PC之間的相互作用主要有三個第一，磺酸鹽阻燃劑在高溫下能促進PC的異構化，并釋放出CO2和H2O等不燃物；異構化能提高PC的交聯(lián)和成炭速率，在PC表面形成碳層，阻隔PC與空氣中的氧的接觸，阻止氧化反應的發(fā)生，從而達到材料的熄滅；釋放的(X)2和水一方面能阻隔材料與空氣中氧的接觸，同時
4具有降低溫度的作用，從而阻止燃燒；第二，磺酸鹽阻燃劑與硅橡膠增韌劑產生協(xié)同作用， 促進了 PC的剪切屈服，進一步提高了改性PC的增韌效果；第三，在燃燒中，硅橡膠增韌劑能迅速遷移到PC表面，形成高阻燃性的炭保護層；同時在PC與硅橡膠增韌劑之間形成交聯(lián)結構，形成高阻燃性的保護層，從而對PC產生阻燃作用，進一步提高了改性PC的阻燃效果。作為本發(fā)明技術方案的一種優(yōu)選，所述步驟A的配比為聚碳酸酯份料6 8份， 磺酸鹽阻燃劑0. 05 0. 07份，抗氧劑0. 3 0. 5份，色粉0. 013 0. 016份。作為本發(fā)明技術方案的進一步優(yōu)選，所述步驟B的配比為聚碳酸酯粒料79 83 份，硅橡膠增韌劑6 9份。作為本發(fā)明技術方案的一種優(yōu)選，所述磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS。作為本發(fā)明技術方案的一種優(yōu)選，所述硅橡膠為室溫硫化硅橡膠。作為本發(fā)明技術方案的一種優(yōu)選，所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076形成的組合抗氧劑。本發(fā)明的組合抗氧劑可防止PC在高溫改性中顏色變黃，使最終的改性PC的顏色更好。作為本發(fā)明技術方案的一種優(yōu)選，所述無鹵阻燃高韌性聚碳酸酯還包括1 8. 9 份的有機高分子消光劑。該有機高分子消光劑與PC有一定的相容性，不會產生類似于無機物填料與PC間完全不相容的問題而導致脆性。該有機高分子消光劑在一定的添加比例內基本不會影響改性PC的沖擊強度或者影響甚小，而且還保持了該材料表面的小而多球狀表面，這樣使得共混改性的塑料表面從光學層面具有凹凸不平的表面，從而導致可見光照到該材料的表面， 沿著不同球面反射出去，形成漫反射，不會直接形成鏡面反射而產生暈眩的光，這樣達到低光澤效果，使改性PC具有消光效果。它可應用在在很多電子電器、儀表等產品以及火車、汽車等行業(yè)中，具有低的鏡面反射、高的漫反射，以使產品看起來比較柔和，不刺眼不晃眼，人不易產品疲勞感。同時，本發(fā)明的改性PC的缺口沖擊強度較高，增韌和阻燃效果未受影響。更優(yōu)選地，所述有機高分子消光劑為交聯(lián)型橡膠形成的粉狀有機高分子消光劑。更優(yōu)選地，所述消光劑為丁二烯-丙烯腈橡膠。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明采用粉料和粒料分別混合、然后分別進入帶失重秤的自動喂料系統(tǒng)，用電腦按配方比例進行精確控制下料，使小劑量的阻燃劑均勻分散于整個物料，然后該小劑量的阻燃劑與PC在雙螺桿擠出機中反應，而且與硅橡膠增韌劑組合后使改性PC的無鹵阻燃性和增韌性產生了協(xié)同增效作用，實現(xiàn)了優(yōu)質組合，使所述的改性聚碳酸酯具有良好的阻燃性和抗沖擊強度，制備的改性PC性能穩(wěn)定。
具體實施例方式實施例一
粉狀原料聚碳酸酯粉料8份，苯磺?；交撬徕?KSQ阻燃劑0. 07份，抗氧劑1010 0.5份，色粉0.016份。粒狀原料聚碳酸酯粒子83份，高溫硫化硅膠增韌劑8. 414份。制備將上述重量份的粉料在高速攪拌機中混合，然后送入粉料喂料斗；將上述重量份的粒料在粒子攪拌機中混合，然后送入粒子喂料斗；然后用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量，待雙螺桿擠出機的加熱部達到擠出溫度270°C后，按設定的喂料比例控制下料，雙螺桿擠出機將上述原料熔融混合并擠出；最后將擠出的物料冷卻切粒后稱量包裝，得到粒狀的改性聚碳酸酯工程塑料。檢測產品的技術性能指標，結果見表3。實施例二
制備方法同實施例一。不同的是粉料和粒料的選擇和配比，其中的阻燃劑為2，4，5-三氯苯磺酸鈉(STB)，抗氧劑為抗氧劑168。具體配比見表1，檢測結果見表3。實施例三
制備方法同實施例二。不同的是粉料和粒料的配比以及粉料中含有交聯(lián)丁二烯橡膠粉狀消光劑，具體配比見表1。實施例四
制備方法同實施例三。不同的是粉料中的消光劑為交聯(lián)環(huán)戊二烯橡膠，抗氧劑為0.1 份抗氧劑168和0. 2份抗氧劑1076形成的組合抗氧劑，具體配比見表1，檢測結果見表3。實施例五
制備方法同實施例四。不同的是粉料中的消光劑為交聯(lián)丁二烯-丙烯腈橡膠，磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS，粒料中的硅橡膠增韌劑為室溫硫化硅橡膠，具體配比見表 1，檢測結果見表3。比較實施例一
制備方法同實施例一。不同的是原料中不含磺酸鹽阻燃劑。具體配比見表2，檢測結果見表4。比較實施例二
制備方法同實施例二。不同的是原料中不含硅橡膠增韌劑。比較實施例三
制備方法及配比同實施例三。不同的是原料中的阻燃劑不是磺酸鹽阻燃劑，而是TPP ； 原料中的增韌劑不是硅橡膠，而是乙烯-丙烯-二烯烴橡膠。比較實施例四
原料配比同實施例四。不同的是采用傳統(tǒng)的制備方法，即將所有原料按配方配料，然后混合、經過雙螺桿擠壓機熔融擠出、冷卻切粒、再稱量和包裝。比較實施例五
制備方法同實施例五。不同的是原料配比為粉狀原料聚碳酸酯粉料2份，磺酸鹽阻燃劑7. 45份，抗氧劑0. 05份，色粉0. 5份，丁二烯-丙烯腈橡膠粉狀消光劑。粒狀原料聚碳酸酯粒子60份，硅橡膠增韌劑15份。
表1本發(fā)明各實施例的改性聚碳酸酯的原料配比
權利要求
1.一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于A.粉料配比按以下重量份配比粉狀原料，聚碳酸酯粉5 10份、磺酸鹽阻燃劑 0. 03 0. 1份、抗氧劑0. 1 1份、色粉0. 01 0. 02份；B.粒料配比按以下重量份配比粒子原料，聚碳酸酯粒子為75 85份、硅橡膠增韌劑 4. 86 10 份；C.分別混料在不同的攪拌機中分別混合粉料及粒料D.分別喂料將混合后的粉料送入粉料喂料斗，將混合后的粒料送入粒子喂料斗；E.使用雙螺桿熔融擠出并精確控制下料先用電腦按配方比控制喂料比例及喂料量， 然后待雙螺桿擠出機的加熱部達到擠出溫度260 280°C后，按設定的喂料比例控制下料， 熔融混合并擠出；F.將擠出的物料冷卻切粒后稱量包裝。
2.根據權利要求1所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述步驟A的配比為聚碳酸酯份料6 8份，磺酸鹽阻燃劑0. 05 0. 07份，抗氧劑 0. 3 0. 5份，色粉0. 013 0. 016份。
3.根據權利要求2所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述步驟B的配比為聚碳酸酯粒料79 83份，硅橡膠增韌劑6 9份。
4.根據權利要求3所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述磺酸鹽阻燃劑為全氟丁基磺酸鉀PPFBS。
5.根據權利要求3所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述硅橡膠為室溫硫化硅橡膠。
6.根據權利要求3所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述抗氧劑為抗氧劑168和抗氧劑1076形成的組合抗氧劑。
7.根據權利要求3所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述無鹵阻燃高韌性聚碳酸酯還包括1 8. 9份的有機高分子消光劑。
8.根據權利要求7所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述有機高分子消光劑為交聯(lián)型橡膠形成的粉狀有機高分子消光劑。
9.根據權利要求8所述的一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法，其特征在于所述消光劑為丁二烯-丙烯腈橡膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性聚碳酸酯的制備方法。一種無鹵阻燃高韌的改性聚碳酸酯的制備方法為先按以下重量份配比粉狀原料聚碳酸酯粉5～10份、磺酸鹽阻燃劑0.03～0.1份、抗氧劑0.1～1份、色粉0.01～0.02份；再按以下重量份配比粒子原料，聚碳酸酯粒子為75～85份、硅橡膠增韌劑4.86～10份；然后在不同的攪拌機中分別混合粉料及粒料；再將混合后的粉料和物料送入不同的喂料斗，再使用雙螺桿擠出機擠出后冷卻切粒包裝。本發(fā)明使小劑量的阻燃劑均勻分散于整個物料，而且與硅橡膠增韌劑組合后使改性PC的無鹵阻燃性和增韌性產生了協(xié)同增效作用，實現(xiàn)了優(yōu)質組合，使所述的改性聚碳酸酯具有良好的阻燃性和抗沖擊強度，制備的改性PC性能穩(wěn)定。
文檔編號C08K5/42GK102181141SQ20111010229
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者姚為忠 申請人:姚為忠, 浙江杭海塑業(yè)有限公司