專利名稱：一種抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚碳酸酯復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(PC)是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有優(yōu)異的抗沖擊性、耐熱和耐寒性、耐蠕變性和尺寸穩(wěn)定性，而且是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的材料，廣泛應(yīng)用于電器、汽車、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域。目前，各大塑料原料廠商都對(duì)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯材料申請(qǐng)了專利，但是抗靜電的阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料還未見報(bào)道。目前市場(chǎng)上的PC復(fù)合材料的表面電阻能達(dá)到108Ω以下的主要有以下幾種一、 導(dǎo)電炭黑、碳纖維以及碳納米管作為抗靜電劑，由于抗靜電劑的顏色太黑，很難將抗靜電阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯材料配成其他顏色；二、金屬纖維作為抗靜電劑，但是金屬纖維的加入，導(dǎo)致材料的密度增加；三、在制品表面涂覆抗靜電涂料。但至今為止，很難制得白色或塑料本色、且密度相對(duì)較低的、表面電阻小于IO8 Ω的抗靜電阻燃玻纖增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料的抗靜電問(wèn)題，提供一種具有聚碳酸酯本色的、抗靜電效果良好的阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
按照重量份計(jì)算，本發(fā)明抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料是由聚碳酸酯40 90份、玻璃纖維 10 40份、含有羥基的抗靜電劑1 5份、有機(jī)阻燃劑5 15份、無(wú)機(jī)阻燃劑1 7份和助劑制備而成。優(yōu)選的，在上述的抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料中加入的助劑為增韌劑2 15份、界面改性劑0. 5 3份和抗氧劑0. 1 1份。最佳的，前述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料由聚碳酸酯65份、玻璃纖維25份、含有羥基的抗靜電劑3份、有機(jī)阻燃劑10份、無(wú)機(jī)阻燃劑4份、增韌劑8. 5份、界面改性劑2份和抗氧劑5份制備而成。前述復(fù)合材料中所用的含有羥基的抗靜電劑為硬脂酰胺丙基二甲基-羥乙基銨硝酸鹽、硬脂酰胺丙基二甲基-羥乙基銨二氫磷酸鹽和分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯的混合物。抗靜電劑中硬脂酰胺丙基二甲基羥乙基銨硝酸鹽硬脂酰胺丙基二甲基-β-羥乙基銨二氫磷酸鹽分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯的重量份比例為1 :1 :2。前述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料中所用的界面改性劑為含有環(huán)氧基團(tuán)的聚合物，環(huán)氧值為0. 1 0. 55。前述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法首先將聚碳酸酯、玻璃纖維、有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和增韌劑干燥備用，取干燥后的聚碳酸酯、增韌劑、有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，與含有羥基的抗靜電劑和抗氧劑一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得。優(yōu)選的，上述制備方法為取聚碳酸酯在100°C真空干燥10小時(shí)備用，有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和增韌劑在70 90°C真空干燥10 12小時(shí)備用，玻璃纖維在100 120°C 干燥3 4小時(shí)備用；取干燥后的聚碳酸酯、增韌劑、有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，與抗靜電劑和抗氧劑一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得，其中，同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為360r/min，擠出造粒的溫度范圍為 205 255 。在上述技術(shù)方案中，增韌劑可以選擇丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)。有機(jī)阻燃劑可以選擇磷酸三(2，4- 二溴苯基)酯BPP、聚2，6-二溴苯醚(卩80)、溴代聚碳酸酯(8卩0、磷酸三苯酯(1卩卩)、三甲苯基磷酸(TCP)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)齊聚物(RDP)、溴磷酸酯三(二溴苯基)磷酸酯 (TDB-PPE)、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、對(duì)聚有機(jī)硅倍半氧烷(POSS)、D型甲基苯基聚硅氧烷中任意一種或者兩兩復(fù)配。無(wú)機(jī)阻燃劑可以選擇三氧化二銻、銻酸鈉、硼酸鋅、偏硼酸鋇、錫酸鋅、五水合氫氧化鎂中任意一種或者兩兩復(fù)配。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在聚碳酸酯復(fù)合材料中加入含有羥基的抗靜電劑，抗靜電劑上的羥基與玻璃纖維表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，復(fù)合材料表面出現(xiàn)浮纖從而提高了聚碳酸酯復(fù)合材料的抗靜電效果，并且具有優(yōu)異的強(qiáng)度、阻燃性能、流動(dòng)性能等，本發(fā)明所得復(fù)合材料的表面電阻小于108Ω，因?yàn)榧尤氲目轨o電劑是非黑色的，所以復(fù)合材料具有聚碳酸酯本色，可以加入其它顏色的顏料制成所需的顏色，并且本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、加工成本低，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式實(shí)驗(yàn)例1 聚碳酸酯(牌號(hào)L1082) 90kg、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物(牌號(hào) BC-58，有機(jī)阻燃劑)^g、納米三氧化二銻(工業(yè)級(jí)，無(wú)機(jī)阻燃劑)1kg、分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯(牌號(hào)8312，抗靜電劑)1. 5kg, PC抗靜電劑(東莞寶升，其成分為硬脂酰胺丙基二甲基- β -羥乙基銨硝酸鹽硬脂酰胺丙基二甲基-羥乙基銨二氫磷酸鹽的重量份比例為 1:1)1. 5kg、抗氧劑(HP^21)0. 5kg。取聚碳酸酯在120°C烘箱中真空干燥5小時(shí)，苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物在 60°C烘箱中真空干燥8小時(shí)，納米三氧化二銻在100 120°C烘箱中干燥4小時(shí)，備用。取干燥后的聚碳酸酯(PC)、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物、納米三氧化二銻、 分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯、PC抗靜電劑和抗氧劑趁熱經(jīng)高速攪拌混合，在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為360 r/min, 1至7段溫度分別為225°C、230°C、 235°C、240°C、245°C、250°C、245V )。所造粒料在90V干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得透明抗靜電PC制品。實(shí)驗(yàn)例2 聚碳酸酯(牌號(hào)L1082) 77kg、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物(牌號(hào) BC-58，有機(jī)阻燃劑)10kg、納米三氧化二銻(工業(yè)級(jí)，無(wú)機(jī)阻燃劑)2kg,甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS，牌號(hào)XT520，增韌劑)8kg、分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯(牌號(hào) 8312，抗靜電劑)1. 5kg、PC抗靜電劑(東莞寶升)1. 5kg、抗氧劑(HP^21) 0. 5kg。
取聚碳酸酯在120°C烘箱中真空干燥5小時(shí)，MBS和苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物在60°C烘箱中真空干燥8小時(shí)，納米三氧化二銻在100 120°C烘箱中干燥4小時(shí)，備用。取干燥后的聚碳酸酯、MBS、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物、納米三氧化二銻、 分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯、PC抗靜電劑和抗氧劑乘熱經(jīng)高速攪拌混合，在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為360 r/min, 1至7段溫度分別為225°C、230°C、 235°C、240°C、245°C、250°C、245°C )。所造粒料在90V干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得透明抗靜電PC制品。實(shí)驗(yàn)例3 聚碳酸酯(牌號(hào)L1082) 62kg，苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物(牌號(hào) BC-58，有機(jī)阻燃劑)12kg,納米三氧化二銻(工業(yè)級(jí)，無(wú)機(jī)阻燃劑)3kg，分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯(牌號(hào)8312，抗靜電劑)1. 5kg, PC抗靜電劑(東莞寶升)1. 5kg,玻璃纖維(牌號(hào) 988) 20kg，抗氧劑(HP2921 ) 0. 5kg。取聚碳酸酯在120°C烘箱中真空干燥5小時(shí)，苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物在 60°C烘箱中真空干燥8小時(shí)，納米三氧化二銻和玻璃纖維在100 120°C烘箱中干燥4小時(shí)，備用。取干燥后的聚碳酸酯、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物、納米三氧化二銻、分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯、PC抗靜電劑和抗氧劑乘熱經(jīng)高速攪拌混合，在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為360 r/min, 1至7段溫度分別為225°C、230°C、235°C、 240245250245°C),玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在90°C干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得透明抗靜電PC制品。實(shí)驗(yàn)例4 聚碳酸酯(牌號(hào)L1082) 60kg，苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物(牌號(hào) BC-58，有機(jī)阻燃劑)Ukg，納米三氧化二銻(工業(yè)級(jí)，無(wú)機(jī)阻燃劑)3kg，MBS (牌號(hào)XT520，增韌劑)^g，環(huán)氧樹脂(E44，界面改性劑)^cg,玻璃纖維(牌號(hào)988) Mkg，分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯(牌號(hào)8312，抗氧劑)1. 5kg, PC抗靜電劑(東莞寶升)13kg，抗氧劑(HP^21) 0. 5kg0取聚碳酸酯在120°C烘箱中真空干燥5小時(shí)，MBS和苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物在60°C烘箱中真空干燥8小時(shí)，冷卻至室溫，備用。取干燥后的聚碳酸酯、MBS、苯氧基四溴雙酚A聚碳酸酯齊聚物、環(huán)氧樹脂、納米三氧化二銻、分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯、PC抗靜電劑和抗氧劑經(jīng)高速攪拌混合，在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒(主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為360 r/min, 1至7段溫度分別為225°C、230°C、 235°C、240°C、245°C、25(TC、245°C)，玻璃纖維從玻纖口加入。所造粒料在90°C干燥5小時(shí)，在注塑機(jī)上注塑成型，制得透明抗靜電PC制品。性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)
拉伸性能測(cè)試按ASTM D638-08進(jìn)行，試樣尺寸為150*10*4mm，拉伸速率為50mm/min。 彎曲性能測(cè)試按ASTM D790-07進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，彎曲速率為2mm/min，跨距為 64mm。懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按ASTM D256-06進(jìn)行，試樣尺寸為80*10*4mm，缺口深度為2mm。 燃燒性能測(cè)試GB/TM08-2008進(jìn)行，表面電阻按ASTMD257-78進(jìn)行，試樣尺寸為10*10*4mm， 具體性能如下表
權(quán)利要求
1.一種抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于按照重量份計(jì)算，它是由聚碳酸酯 40 90份、玻璃纖維10 40份、含有羥基的抗靜電劑1 5份、有機(jī)阻燃劑5 15份、無(wú)機(jī)阻燃劑1 7份和助劑制備而成。
2.按照權(quán)利要求1所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于所述助劑為增韌劑 2 15份、界面改性劑0. 5 3份和抗氧劑0. 1 1份。
3.按照權(quán)利要求2所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于它是由聚碳酸酯65 份、玻璃纖維25份、含有羥基的抗靜電劑3份、有機(jī)阻燃劑10份、無(wú)機(jī)阻燃劑4份、增韌劑 8. 5份、界面改性劑2份和抗氧劑5份制備而成。
4.按照權(quán)利要求1或3所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于所述含有羥基的抗靜電劑為硬脂酰胺丙基二甲基- β -羥乙基銨硝酸鹽、硬脂酰胺丙基二甲基-羥乙基銨二氫磷酸鹽和分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯的混合物。
5.按照權(quán)利要求4所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于所述含有羥基的抗靜電劑中硬脂酰胺丙基二甲基- β -羥乙基銨硝酸鹽硬脂酰胺丙基二甲基-羥乙基銨二氫磷酸鹽分子蒸餾的高級(jí)單硬脂酸甘油酯的重量份比例為1 :1 :2。
6.按照權(quán)利要求2或3所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料，其特征在于所述界面改性劑為含有環(huán)氧基團(tuán)的聚合物，環(huán)氧值為0. 1 0. 55。
7.權(quán)利要求1至6所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于首先將聚碳酸酯、玻璃纖維、有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和增韌劑干燥備用，取干燥后的聚碳酸酯、增韌劑、有機(jī)阻燃劑、界面相容劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，與含有羥基的抗靜電劑和抗氧劑一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得。
8.按照權(quán)利要求7所述抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于取聚碳酸酯在100°C真空干燥10小時(shí)備用，有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和增韌劑在70 90°C真空干燥 10 12小時(shí)備用，玻璃纖維在100 120°C干燥3 4小時(shí)備用；取干燥后的聚碳酸酯、增韌劑、有機(jī)阻燃劑、界面相容劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，與抗靜電劑和抗氧劑一起混合均勻，混合料與從玻纖口加入的玻璃纖維一起在同向雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，即得，其中，同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為360r/min，擠出造粒的溫度范圍為205 255°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗靜電聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，它是由聚碳酸酯、玻璃纖維、含有羥基的抗靜電劑、有機(jī)阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和助劑制備而成，本發(fā)明在聚碳酸酯復(fù)合材料中加入含有羥基的抗靜電劑，抗靜電劑上的羥基與玻璃纖維表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，復(fù)合材料表面出現(xiàn)浮纖從而提高了聚碳酸酯復(fù)合材料的抗靜電效果，并且具有優(yōu)異的強(qiáng)度、阻燃性能、流動(dòng)性能等，本發(fā)明所得復(fù)合材料的表面電阻小于108Ω，因?yàn)榧尤氲目轨o電劑是非黑色的，所以復(fù)合材料中可以加入其它顏色的顏料制成所需的顏色，并且本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、加工成本低，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08K13/04GK102432987SQ201110329508
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者張凱舟, 張敏敏, 楊二钘, 秦舒浩, 郭建兵 申請(qǐng)人:貴州省復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心