環(huán)保阻燃型玻璃纖維增強聚碳酸酯合金材料及其制備方法
【專利說明】
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技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保阻燃型玻璃纖維增強聚碳酸 酯合金材料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】： 聚碳酸酯（PC)材料是一種重要的功能材料，具有高沖擊強度、電氣絕緣性、光學(xué)透明 性、尺寸穩(wěn)定性，廣泛用于汽車、航空航天、醫(yī)療器械、電子電器、電器家電、顯示器外殼、通 信器材罩殼零組件等其他領(lǐng)域。然而純PC的流動性差、耐化學(xué)性差、表面硬度不夠高、耐刮 花效果不好等。當(dāng)前，隨著電子電器產(chǎn)品的廣泛使用，人們對產(chǎn)品的外殼性能要求也越來越 高，不僅需要高抗沖，還要求其耐刮擦，在頻繁的使用中，外殼無明顯刮痕?，F(xiàn)在電子電器產(chǎn) 品外殼通常采用PC/ABS合金作原料，耐摔但不耐刮擦，在日常使用中，其外殼很容易被刮 花，嚴(yán)重影響其美觀。為獲得一種既具有高抗沖又耐刮擦的電子電器產(chǎn)品外殼，就需要對其 進(jìn)行共混改性，以改善材料表面硬度，從而提高其抗刮擦性能。由于PC燃燒時會放出C02 能自熄，其氧指數(shù)為21%~24%，阻燃性能達(dá)UL94V-2級，本身具有一定的阻燃性，而作為工 程塑料使用的PC，其所應(yīng)用的大多數(shù)領(lǐng)域?qū)ζ渥枞夹阅苡兄浅８叩囊蟆?br>[0003] 聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)是一種結(jié)晶速度較快的熱塑性工程塑料，具有優(yōu)異 的耐溶劑性，熔體流動性好，但PBT的玻璃化溫度低，高溫剛性不足，缺口敏感性大。因此， 將PC和PBT進(jìn)行共混改性，可克服PBT耐熱性差、耐沖擊性低、缺口沖擊強度不高的缺點， 同時彌補了PC耐化學(xué)藥品性、成型加工性和耐磨性的不足，具有很好的實用前景。然而，由 于基團(tuán)的極性效應(yīng)，PC與PBT部分相容，在進(jìn)行共混改性時，會因為相分離而大大降低合金 材料的強度。因此需要加人相容劑以提高材料的相容性。
[0004] 為了進(jìn)一步提高合金材料的強度，本發(fā)明還提出了加入玻璃纖維的方案。為了滿 足電子電器產(chǎn)品對阻燃性的要求，本發(fā)明同時還需要加入阻燃劑。目前，常用阻燃劑分鹵系 阻燃劑和無鹵阻燃劑（磺酸鹽類阻燃劑以及磷系、硅系阻燃劑），鹵系阻燃劑可使材料獲得 良好的阻燃效果，但自1986年以來，阻燃領(lǐng)域內(nèi)開展了多溴二苯醚類阻燃劑的毒性與環(huán)境 問題的爭議，即所謂的Dioxin問題之爭。近幾年來，歐洲阻燃協(xié)會提出了禁用多溴二苯醚 的法案。連多溴二苯醚的替代品四溴雙酚A也已經(jīng)被許多公司列入管控名單，這使得阻燃 材料制造商開始以謹(jǐn)慎的態(tài)度對待溴系阻燃劑在高聚物中的應(yīng)用。無鹵阻燃劑中最具代表 性的磷系阻燃劑，其熱穩(wěn)定性、與高聚物的兼容性、滲出性、加工性及其對被阻燃基材的一 些關(guān)鍵性能等存在諸多問題。因此，高分子材料的無鹵阻燃劑成為亟待解決的課題。
[0005] 本發(fā)明采用以無鹵型阻燃劑全氟丁基磺酸鉀阻燃劑為主，搭配雙酚A雙（二苯基 磷酸酯）（即通稱的BDP)，二者產(chǎn)生協(xié)效作用，更好的提高了阻燃性能，以聚對苯二甲酸丁 二醇酯改善聚碳酸酯的流動性和耐磨性、抗腐蝕性，以玻璃纖維提升其強度，研制出了高強 度環(huán)保阻燃劑聚碳酸酯合金材料。
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【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的在于提供一種具有較好的韌性和較高的硬度的環(huán)保阻燃型玻璃纖維增 強聚碳酸酯合金材料及其制備方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，環(huán)保阻燃型玻璃纖維增強聚碳酸酯 合金材料及其制備方法，按如下重量份數(shù)配比組成：聚碳酸酯：1〇〇份；聚對苯二甲酸丁二 醇酯：4~12份；玻璃纖維：5~20份；增韌劑：5~10份；相容劑：3~8份；阻燃劑（1): 0. 1~0. 8份；阻燃劑（2) : 5~10份；偶聯(lián)劑：0. 05~1份；潤滑劑：0. 1~1份；醋交換 抑制劑：〇. 1~1份；抗氧劑：〇. 1~1份；色粉1份。
[0008] 所述聚碳酸酯樹脂為分子量為3~6萬的雙酚A型聚碳酸酯。
[0009] 所述聚對苯二甲酸丁二醇酯為通用型聚對苯二甲酸丁二醇酯。
[0010]所述增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（即EMA)，優(yōu)選美國杜邦的ELVAL0Y #EMA1125AC〇
[0011] 所述相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物（即 E-MA-GMA)〇
[0012] 所述玻璃纖維為無堿短切玻璃纖維。
[0013] 所述阻燃劑（1)為全氟丁基磺酸鉀阻燃劑。
[0014] 所述阻燃劑（2)為雙酚A雙（二苯基磷酸酯），即通稱的BDP阻燃劑。
[0015] 所述偶聯(lián)劑為有機硅氧烷偶聯(lián)劑。
[0016] 所述潤滑劑為德國科萊恩公司生產(chǎn)的蒙旦蠟。
[0017] 所述抗氧劑為硫代酯系列抗氧劑，該硫代酯系列抗氧劑具有低揮發(fā)性、超高分子 量的硫代酯類輔助抗氧劑，專門用于聚碳酸酯及其合金和高溫加工的工程塑料領(lǐng)域，特別 適合于耐高溫、長期高溫使用的熱塑性塑料的長效熱老化要求。
[0018] 所述色粉為根據(jù)生產(chǎn)需要而添加，可以根據(jù)需要的顏色而進(jìn)行任意調(diào)配。
[0019] 本發(fā)明的環(huán)保阻燃型玻璃纖維增強聚碳酸酯合金材料及其制備方法，包括以下 步驟： (1)將上述重量份的聚碳酸酯（PC)置于100~120°C干燥4~12小時，將上述重量 份的聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)置于100~120°C干燥4~12小時。
[0020] (2)上述組分冷卻后，將聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、阻燃劑（2)加入到高速 攪拌機中進(jìn)行預(yù)混合3-8分鐘，再加入按上述重量份數(shù)配置的增韌劑、相容劑、阻燃劑（1)、 偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、酯交換抑制劑、色粉，再充分混合5-10分鐘； (3 )將上述步驟（2 )混好的原料投置于雙螺桿擠出機料斗中，而玻璃纖維通過側(cè)喂料方 式進(jìn)料，經(jīng)過熔融擠出、冷卻、切粒，得到最終產(chǎn)品。
[0021] 本發(fā)明采取的生產(chǎn)設(shè)備為雙螺桿擠出機，所述雙螺桿擠出機包括十個溫控區(qū)，從 下料口至擠出機口模分別為1~10區(qū)。其中，溫控1~2區(qū)的溫度為220°C~250°C，溫 控3~4區(qū)的溫度230~260°C，溫控5~6區(qū)的溫度為250-270°C，溫控7~8區(qū)的溫 度為250-260°C，溫控9~10區(qū)的溫度為220-260°C。根據(jù)本發(fā)明，所述玻纖采取側(cè)喂料方 式進(jìn)入，喂料口在擠出機的3-4區(qū)之間為佳。
[0022] 有益效果是： 本發(fā)明添加的相容劑乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的無規(guī)共聚物(E-MA-GMA)，既有長鏈型分子結(jié)構(gòu)，可以和玻璃纖維進(jìn)行纏結(jié)，又有反應(yīng)型官能團(tuán)，可以和 玻璃纖維、PC、PBT很好的相容。將PC與PBT共混，明顯提高了PC的流動性、改善其加工性 能、耐應(yīng)力開裂性能和耐腐蝕性能。本發(fā)明通過添加適量EMA，較大幅度提高了材料的韌性， 也提高了玻璃纖維與PC相容性，從而進(jìn)一步提高復(fù)合材料的韌性和表面光潔度，降低浮纖 現(xiàn)象。本發(fā)明采用全氟丁基磺酸鉀阻燃劑，具有如下功能：燃燒時它能加快PC的成炭速率， 促進(jìn)聚合物