本發(fā)明涉及高分子工程塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種高透光率聚碳酸酯及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根據(jù)酯基的結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。由于聚碳酸酯結(jié)構(gòu)上的特殊性，現(xiàn)已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。
聚碳酸酯具有良好的阻燃性能和高透光率，而且耐候性好、硬度高，抗沖擊、抗熱畸變性能強。聚碳酸酯廣泛應用在建材行業(yè)、汽車制造業(yè)、包裝行業(yè)、光學透鏡行業(yè)等領(lǐng)域，根據(jù)使用領(lǐng)域的不同，聚碳酸酯的各種性能要求也不一致。
在光學透鏡行業(yè)，聚碳酸酯多作為燈罩使用，目前市場透明燈罩的透光率可以達到88-92%，霧狀燈罩的透光率在70-86%。若一根沒有加燈罩的燈管的光通量是2000lm，現(xiàn)在給它加上透光率只有88%的透明燈罩，那么它實際的光通量就只有1760lm的光通量。若是給它加上透光率是95%的透明燈罩，那么它的實際光通量就有1900lm，由此可見，透光率越高，實際光通量就越高；而現(xiàn)有燈罩的透光率最高只能達到92%，還有待提升。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服上述問題，本發(fā)明提供了一種高透光率聚碳酸酯及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
一種高透光率聚碳酸酯，原料配方為：
聚碳酸酯 90重量份
復合氫氧化鋁劑 0.8重量份
紅磷 3.2重量份
氧化石墨 1重量份
潤滑劑 0.7重量份
復配抗氧劑 0.1重量份
碳酸氫鈉 3重量份
光擴散劑 0.5重量份
光穩(wěn)定劑 0.6重量份。
其中，所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000-40000；
其中，以上各組份的質(zhì)量百分數(shù)之和為97%-100%。
一種高透光率聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機進行粉碎后備用；
2）將復合氫氧化鋁劑、紅磷及潤滑劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為210r/min，攪拌時間為120min，得到一號混合料；
3）將復配抗氧劑、氧化石墨、光擴散劑及光穩(wěn)定劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為210r/min，攪拌時間為60min，得到二號混合料；
4）將步驟2）和步驟3）得到的一號混合料、二號混合料加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為20min；
5) 在步驟4）攪拌完成后，加入碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯進行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為170r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為210r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為45min；
6）將步驟5）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機進行擠出造粒，得到高透光率聚碳酸酯；其中，獨立段的擠出溫度為312℃，加注段的擠出溫度為340℃，嚙合段的擠出溫度為300℃，擠出造粒加工時的真空度為0.6MPa-0.8MPa。
上述技術(shù)方案的有益之處在于：
本發(fā)明提供了一種高透光率聚碳酸酯及其制備方法，通過在配方中加入復合氫氧化鋁劑、紅磷、氧化石墨、碳酸氫鈉、光擴散劑、光穩(wěn)定劑等，并通過3個步驟將所有原料分別制成粉狀聚碳酸酯、一號混合料、二號混合料，然后將一號混合料和二號混合料混合后再加入碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯進行三段式攪拌，且對三段式攪拌的攪拌時間和攪拌速度嚴格把控，即可以使本發(fā)明制得的高透光率聚碳酸酯產(chǎn)品具有較高的透光性能，經(jīng)過試驗證明，其透光率最高能達到99%。
下面將結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
具體實施方式
實施例1
一種高透光率聚碳酸酯，原料配方為：
聚碳酸酯 90重量份
復合氫氧化鋁劑 0.8重量份
紅磷 3.2重量份
氧化石墨 1重量份
潤滑劑 0.7重量份
復配抗氧劑 0.1重量份
碳酸氫鈉 3重量份
光擴散劑 0.5重量份
光穩(wěn)定劑 0.6重量份。
其中，所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000-40000；
其中，以上各組份的質(zhì)量百分數(shù)之和為97%-100%。
一種高透光率聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機進行粉碎后備用；
2）將復合氫氧化鋁劑、紅磷及潤滑劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為210r/min，攪拌時間為120min，得到一號混合料；
3）將復配抗氧劑、氧化石墨、光擴散劑及光穩(wěn)定劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為210r/min，攪拌時間為60min，得到二號混合料；
4）將步驟2）和步驟3）得到的一號混合料、二號混合料加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為20min；
5) 在步驟4）攪拌完成后，加入碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯進行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為170r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為210r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為45min；
6）將步驟5）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機進行擠出造粒，得到高透光率聚碳酸酯；其中，獨立段的擠出溫度為312℃，加注段的擠出溫度為340℃，嚙合段的擠出溫度為300℃，擠出造粒加工時的真空度為0.6MPa-0.8MPa。
以上作為本發(fā)明的最佳實施方式，經(jīng)過本申請人多次實驗得出，在高透光聚碳酸酯的配方中，以聚碳酸酯 82-92重量份、復合氫氧化鋁劑 0.1-2重量份、紅磷 2-4重量份、氧化石墨 0.5-1重量份、潤滑劑 0.3-0.8重量份、復配抗氧劑 0.1-0.3重量份、碳酸氫鈉 1-3重量份、光擴散劑 0.5-1重量份、光穩(wěn)定劑 0.5-1重量份的配方經(jīng)過本發(fā)明所記載的制備方法制備，得出的高透光率聚碳酸酯的各方面性能均高于普通燈罩的性能，其中，以聚碳酸酯 90重量份、復合氫氧化鋁劑 0.8重量份、紅磷 3.2重量份、氧化石墨 1重量份、潤滑劑 0.7重量份、復配抗氧劑 0.1重量份、碳酸氫鈉 3重量份、光擴散劑 0.5重量份、光穩(wěn)定劑 0.6重量份的配方制得的高透光率聚碳酸酯組合物的性能最佳。
實施例2
如實施例1所述的一種高透光率的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為150r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為210r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為60r/min，攪拌時間為45min。
在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為320℃，加注段的擠出溫度為320℃，嚙合段的擠出溫度為300℃。
實施例3
如實施例1所述的一種高透光率的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為180r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為200r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為80r/min，攪拌時間為45min。
在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為310℃，加注段的擠出溫度為350℃，嚙合段的擠出溫度為290℃。
實施例4
如實施例1所述的一種高透光率的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為170r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為200r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為60r/min，攪拌時間為45min。
在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為317℃，加注段的擠出溫度為330℃，嚙合段的擠出溫度為290℃。
通過以上各實施例，最終均可制得高透光率聚碳酸酯；需要說明的是，本發(fā)明的技術(shù)要點是在于通過在配方中加入復合氫氧化鋁劑、紅磷、氧化石墨、碳酸氫鈉、光擴散劑、光穩(wěn)定劑等，并通過3個步驟將所有原料分別制成粉狀聚碳酸酯、一號混合料、二號混合料，然后將一號混合料和二號混合料混合后再加入碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯進行三段式攪拌；利用碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯與一號混合料、二號混合料混合，且對三段式攪拌的攪拌時間和攪拌速度嚴格把控，可以使碳酸氫鈉和粉狀聚碳酸酯可以與光擴散劑和光穩(wěn)定劑起到“協(xié)同增效”的效果，使本發(fā)明制得的高透光率聚碳酸酯產(chǎn)品具有較高的透光性能，經(jīng)過試驗證明，其透光率最高能達到99%。
本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施時應當注意，在本發(fā)明中的制備方法中，步驟1）所采用的工程塑料粉碎機及其他加工步驟所采用的高分子材料攪拌機可以直接采用現(xiàn)有粉碎設(shè)備、攪拌設(shè)備；優(yōu)選采用本司提供的工程塑料粉碎機及高分子材料攪拌機，經(jīng)過本申請人實踐證明，經(jīng)本司提供的工程塑料粉碎機及高分子材料攪拌機所加工的材料可以使物料具有較高的粉碎度和攪拌均勻度，可以為制得高質(zhì)量高透光率聚碳酸酯提供一個較好保障。
性能試驗：
試驗一：針對成品高透光率聚碳酸酯的透光性能做出測定。
試驗樣本：經(jīng)本發(fā)明上述4個實施例所記載技術(shù)方案制得的產(chǎn)品和市面上的普通光學透鏡用聚碳酸酯產(chǎn)品（即燈罩），不同技術(shù)得到的產(chǎn)品分別采樣4種，普通光學透鏡用聚碳酸酯產(chǎn)品也采樣4種。
注：抽樣標準采用gb/t2828.1-2012。
試驗結(jié)果如表1所示：
表1
注：表1中，系列1-4分別為本發(fā)明四個實施例所制得的產(chǎn)品，系列5為普通燈罩，重復1-4為各產(chǎn)品的重復采樣。
通過表1可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的高透光率聚碳酸酯的透光率最高達到99%，最低達到95%，而普通聚碳酸酯產(chǎn)品的透光率最高只達到84%。
試驗結(jié)論：
通過表2可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的高透光率聚碳酸酯的透光率遠高于市面上的普通燈罩的透光率；其中，以實施例1所記載的制備方法，即在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為170r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為210r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為45min；在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為312℃，加注段的擠出溫度為340℃，嚙合段的擠出溫度為300℃所制得高透光率聚碳酸酯的透光率最高，最高達到99%，相比普通燈罩的透光性能，提升明顯。
試驗二：針對成品高透光率聚碳酸酯的阻燃性能做出測定。
試驗樣本：經(jīng)本發(fā)明上述4個實施例所記載技術(shù)方案制得的產(chǎn)品和市面上的普通光學透鏡用聚碳酸酯產(chǎn)品（即燈罩），不同技術(shù)得到的產(chǎn)品分別采樣4種，普通光學透鏡用聚碳酸酯產(chǎn)品也采樣4種。
注：抽樣標準采用gb/t2828.1-2012。
試驗方法：對每個樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，記錄火焰熄滅時間，及是否有燃燒物掉落。
試驗結(jié)果如表2所示：
表2 （單位：秒）
在以上測試中，系列1-5的4個重復均無燃燒物掉落。
注：表2中，系列1-4分別為本發(fā)明四個實施例所制得的產(chǎn)品，系列5為普通聚碳酸酯產(chǎn)品，重復1-4為各產(chǎn)品的重復采樣。
通過表2可以看出，經(jīng)過本發(fā)明所制得的高透光率聚碳酸酯在測試時，最低時間為4秒，最高為9秒，而普通聚碳酸酯產(chǎn)品的最低時間為18秒，最高為25秒，可以證明經(jīng)過本發(fā)明四個實施例所記載的技術(shù)方案的阻燃等級均達到V-0級，普通燈罩的阻燃性能為V-1級。
試驗結(jié)論：
通過表2可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的高透光率聚碳酸酯的阻燃性能遠高于市面上的普通燈罩的阻燃性能；其中，以實施例1所記載的制備方法，即 在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為170r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為210r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為45min；在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為312℃，加注段的擠出溫度為340℃，嚙合段的擠出溫度為300℃所制得高透光率聚碳酸酯的阻燃性能最高，相比普通燈罩的阻燃性能，提升明顯。