CN102936403A

CN102936403A - 一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物及其制备方法

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Publication number: CN102936403A
Application number: CN2011102334569A
Authority: CN
Inventors: 田晋丽; 张现军; 胡欣; 杨定吉甫; 钟鲁; 李靓
Original assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物，按重量份计，其组分和含量为：聚碳酸酯30～50份；聚乳酸20～45份；阻燃母粒15～30份；防滴添加剂0.5～1；填充改性剂2～5；相容剂5～10份。本发明的产品既具有优异的阻燃性，同时保持了良好的力学性能等特点。可满足电子通讯设备外壳、汽车内部结构件类制品的使用要求。本发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，采用阻燃母料相容性好，采用双螺杆挤出设备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

Description

一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物及其制备方法。特别是在聚碳酸酯树脂中添加具有生物降解功能的聚乳酸，在保持材料良好机械性能、热稳定性、化学稳定性以及加工性能的基础上，对聚碳酸酯实现环保阻燃的效果。

背景技术

聚碳酸酯(PC)由于具有高强度、高韧性、高耐热性、透明性，已经在许多领域得到应用。另外根据不同产品性能或者生产成本要求，聚碳酸酯可以与其他树脂，例如ABS树脂、聚苯乙烯树脂、尼龙等等混合使用，以改善聚碳酸酯的成型加工性能、耐冲击性中存在的厚度依赖性等等，从而被应用于电子通信设备的外壳、汽车内部零部件等领域。

聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸，原料来源十分丰富。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，燃烧时也不产生有毒气体，不伤害人体，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。将聚乳酸添加到聚碳酸酯树脂中，一方面大幅提高材料的流动性，另一方面减少石油资源的消耗。

环保无卤阻燃的热塑性材料的开发是现在全世界重视并发展的方向。常见对聚碳酸酯进行无卤阻燃改性使用有机磷、无机磷或者无机氢氧化物阻燃，阻燃剂与基体相容性差，未见引入无卤阻燃母粒阻燃的报道。

发明内容

本发明目的是公开一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷，满足相关领域发展的需要。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物，按重量份计，其组分和含量为：

聚碳酸酯30～50份；

聚乳酸20～45份；

阻燃母粒15～30份；

防滴添加剂0.5～1；

填充改性剂2～5；

相容剂5～10份。

所述的聚碳酸酯树脂是指双酚A型聚碳酸酯；

所述的聚乳酸为聚L型乳酸和聚D型乳酸中的一种。

所述的阻燃母粒按重量百分比计，其组分和含量为：

其中，所述的双峰聚乙烯为在分子量分布上具有双峰和三峰以上的聚乙烯(本发明中所述的双峰聚乙烯的概念是相对于一般聚乙烯来说的，由于没有三峰聚乙烯或四峰聚乙烯的命名，但是实际上又可以制备具有甚至于五峰的聚乙烯。因此，这里所述的双峰聚乙烯为双峰及三峰以上的聚乙烯)。

所述的热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的一种或几种混合物，主要作用是抑制加工过程中产生的降解。

所述的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的一种或几种混合，主要作用是提高其加工性能。

所述的无卤阻燃剂选自磷氮类无卤环保型膨胀阻燃剂，比如HX-IFR102、HX-MMC201、HS-NPS等。

所述的防滴添加剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯。

所述的填充改性剂为碳酸钙、滑石粉、云母和蒙脱土中的一种或几种混合物。

所述的相容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。

上述无卤阻燃聚碳酸酯复合物的制备方法包括如下步骤：

1)将聚碳酸酯树脂、聚乳酸、ABS、阻燃母粒、防滴添加剂、填充改性剂在600-1000rpm的高速混料机中混合10-30min，充分混合均匀；

2)将上述混和物加入长径比为36∶1～40∶1、挤出温度为220-240℃、转速为300-400rpm的强剪切双螺杆挤出机中，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。

其中，无卤阻燃聚碳酸酯复合物所用阻燃母粒的制备如下：

将双峰聚乙烯、热稳定剂、加工助剂、无卤阻燃剂按比例添加，在挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，最终阻燃母粒。

制备阻燃剂母粒所用的挤出机可以是长径比为36～40∶1的双螺杆挤出机，也可以是长径比为15～30∶1的单螺杆挤出机。

本发明的产品，既具有优异的阻燃性，同时保持了良好的力学性能等特点。可满足电子通讯设备外壳、汽车内部结构件类制品的使用要求。本发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，采用阻燃母料相容性好，采用双螺杆挤出设备，具有流程简单、连续、生产效率高、产品质量稳定的优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

实施例1-5

本发明的无卤阻燃聚碳酸酯复合物的制备及物理性能见附表1，采用的测试方法标准见附表2。

本实施例中采用的聚碳酸酯树脂为陶氏公司生产提供，牌号为300-10；聚乳酸305D；防滴添加剂为广州熵能有限公司提供的苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯，牌号为SN3307；填充改性剂由华源云母厂提供，规格为40目；相容剂由台化公司提供的苯乙烯-丙烯腈树脂牌号NF2200；双峰聚乙烯PEFB2230(北欧化工)；热稳定剂Irganox 1010(CIBA公司)；无卤阻燃剂ANTI-610(上海石化研究院)。

实施例材料的制备过程如下所述：

1)阻燃母粒制备

将双峰聚乙烯、热稳定剂、加工助剂、无卤阻燃剂按比例在长径比为15～30∶1的单螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出造粒，得到阻燃母粒。

2)阻燃聚碳酸酯复合物的制备

将聚碳酸酯树脂、聚乳酸、ABS、阻燃母粒、防滴添加剂、填充改性剂在高速混料机中充分混匀；然后将混和物加入长径比为36∶1～40∶1、挤出温度为200-240℃、转速为300-400rpm的强剪切双螺杆挤出机中，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品。

表1

组份(重量)	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						聚碳酸酯	50	45	35	50	30

聚乳酸	30	30	45	20	45
						阻燃母粒	11.4	16.4	11.2	17.5	13.3
防滴添加剂	0.6	0.6	0.8	0.5	0.7
						填充改性剂	3	3	5	5	5
相容剂	5	5	7	7	6
						物理性能
熔体指数	≥10	≥10	≥10	≥10	≥10
						拉伸强度	≥50	≥50	≥50	≥50	≥50
弯曲强度	≥70	≥70	≥70	≥70	≥70
						缺口冲击强度	≥11	≥11	≥11	≥11	≥11
阻燃性能	V-0	V-0	V-0	V-0	V-0

表2

物理性能	测试标准	单位
			熔体指数	ISO1133：200℃×5kg	g/10min
拉伸强度	ISO527/2	MPa
			弯曲强度	ISO178	MPa
缺口冲击强度	ISO180	KJ/m²
			阻燃性能	UL 94(1.6mm)

上述产品具有优异的阻燃效果，良好的综合力学性能和流动性，其阻燃性能可达到1.6mm V-0，熔体指数≥10，拉伸强度≥50MPa，弯曲强度≥70MPa，缺口冲击强度≥11KJ/m²。

本发明的环保阻燃聚碳酸酯复合物，可以得到兼具聚碳酸酯的机械特性和聚乳酸的有益流动性，同时复合材料具有良好的阻燃性能，可以有利地用于OA设备、信息、通讯设备、汽车部件、建筑材料和家用电器等领域。

上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何修改和变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：按重量份计，其组分和含量为：

聚碳酸酯30～50份；

聚乳酸20～45份；

阻燃母粒15～30份；

防滴添加剂0.5～1；

填充改性剂2～5；

相容剂5～10份。

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的聚碳酸酯树脂是指双酚A型聚碳酸酯；

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的聚乳酸为聚L型乳酸和聚D型乳酸中的一种。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的阻燃母粒按重量百分比计，其组分和含量为：

5.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的双峰聚乙烯为在分子量分布上具有双峰和三峰以上的聚乙烯。

6.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的一种或几种混合物，主要作用是抑制加工过程中产生的降解。

7.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的一种或几种混合。

8.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的无卤阻燃剂选自磷氮类无卤环保型膨胀阻燃剂。

9.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的防滴添加剂为苯乙烯-丙烯腈树脂包覆聚四氟乙烯。

10.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的填充改性剂为碳酸钙、滑石粉、云母和蒙脱土中的一种或几种混合物。

11.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的相容剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。

12.一种制备权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯复合物的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2)将上述混和物加入长径比为36∶1～40∶1、挤出温度为220-240℃、转速为300-400rpm的强剪切双螺杆挤出机中，熔融挤出，拉条、冷却、切粒、干燥后得到最终产品；

其中，无卤阻燃聚碳酸酯复合物所用阻燃母粒的制备如下：

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：制备阻燃剂母粒所用的挤出机可以是长径比为36～40∶1的双螺杆挤出机，或是长径比为15～30∶1的单螺杆挤出机。