CN104650558A - 高效阻燃增强级pc/pbt合金及其制备方法 - Google Patents

高效阻燃增强级pc/pbt合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效阻燃增强级PC/PBT合金及其制备方法。本发明的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～60%、PBT 10%～40%、玻璃纤维5%～15%、磺酸盐阻燃剂0.05%～0.1%、硅系阻燃剂2%～6%、抗滴落剂0.1%～1%、酯交换抑制剂0.1%～1%、相容剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1.5%。本发明的有益效果是，本发明采用两步挤出法、并通过玻纤增强和阻燃改性得到的PC/PBT合金体系，不仅具有PC的优异抗冲击性能和PBT的良好耐化学品性能，而且提高了拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量的力学性能，具有优异阻燃性能，并且达到安全、低烟、高效、无毒和UL94V-0级的阻燃要求。

Description

高效阻燃增强级PC/PBT合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高效阻燃增强级PC/PBT合金及其制备方法。
背景技术
PC/PBT合金（聚碳酸酯/对苯二甲酸丁二酯）具有高的耐热性，良好的冲击性能、加工性和耐化学药品性等，是工业上应用价值较高的一种工程塑料。为了进一步提高PC/PBT合金的力学性能、改进加工性能等，往往在该合金体系中引入少量的第三组分，如阻燃剂、增强剂等，旨在得到颇具实用价值的合金材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效阻燃增强级PC/PBT合金及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高效阻燃增强级PC/PBT合金，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～60%、PBT 10%～40%、玻璃纤维5%～15%、磺酸盐阻燃剂0.05%～0.1%、硅系阻燃剂2%～6%、抗滴落剂0.1%～1%、酯交换抑制剂0.1%～1%、相容剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1.5%。
所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～35000g/mol。
所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～9mm、且表面经过硅烷偶联剂KH550处理后的无碱玻璃纤维。
所述的磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）、三氯苯磺酸钠（STB）中的一种。
所述的硅系阻燃剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚苯基乙烯基有机硅倍半硅氧烷中的一种。
所述的抗滴落剂为粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）。
所述的酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯（TPPi）。
所述的相容剂为乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG）。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物。
所述的润滑剂为改性乙撑双硬脂酰胺（TAF）、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、硅酮粉（MB-4）中的一种。
上述的高效阻燃增强级PC/PBT合金的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；
（2）、将按重量配比称取干燥的PBT、磺酸盐阻燃剂、硅系阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、冷却造粒，并经干燥后待用；
（3）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（2）的产物加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的酯交换抑制剂和相容剂，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入将按重量配比称取的玻璃纤维，控制加工温度在210℃～270℃，螺杆转速180～350rpm，通过双螺杆挤出机熔融共混后挤出、冷却造粒，即得成品。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用两步挤出法、并通过玻纤增强和阻燃改性得到的PC/PBT合金体系，不仅具有PC的优异抗冲击性能和PBT的良好耐化学品性能，而且提高了拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量的力学性能，具有优异阻燃性能，并且达到安全、低烟、高效、无毒和UL94 V-0级的阻燃要求，在家电、汽车、电子电器、光学仪表、医疗器械等方面应用具有很好的前景。
具体实施方式
下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种高效阻燃增强级PC/PBT合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、PBT 25%、玻璃纤维15%、苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）0.1%、聚二甲基硅氧烷5%、粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）0.6%、亚磷酸三苯酯（TPPi）1%、乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG）2%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物0.3%、改性乙撑双硬脂酰胺（TAF）1%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～35000g/mol；所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～9mm、且表面经过硅烷偶联剂KH550处理后的无碱玻璃纤维。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、将按重量配比称取干燥的PBT、苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）、聚二甲基硅氧烷、粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物、改性乙撑双硬脂酰胺（TAF）加入高速混合机中，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、冷却造粒，并经干燥后待用；（3）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（2）的产物加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的亚磷酸三苯酯（TPPi）和乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG），使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入将按重量配比称取的玻璃纤维，控制加工温度在210℃～270℃，螺杆转速180～350rpm，通过双螺杆挤出机熔融共混后挤出、冷却造粒，即得成品。
实施例2：
一种高效阻燃增强级PC/PBT合金，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～60%、PBT 10%～40%、玻璃纤维10%、全氟丁基磺酸钾（PPFBS）0.05%、聚甲基苯基硅氧烷4%、粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）0.45%、亚磷酸三苯酯（TPPi）1%、乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG）2%、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物0.3%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）1.2%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～35000g/mol；所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～9mm、且表面经过硅烷偶联剂KH550处理后的无碱玻璃纤维。
制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、将按重量配比称取干燥的PBT、全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、聚甲基苯基硅氧烷、粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）加入高速混合机中，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、冷却造粒，并经干燥后待用；（3）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（2）的产物加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的亚磷酸三苯酯（TPPi）和乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG），使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入将按重量配比称取的玻璃纤维，控制加工温度在210℃～270℃，螺杆转速180～350rpm，通过双螺杆挤出机熔融共混后挤出、冷却造粒，即得成品。

Claims (10)

1.一种高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～60%、PBT 10%～40%、玻璃纤维5%～15%、磺酸盐阻燃剂0.05%～0.1%、硅系阻燃剂2%～6%、抗滴落剂0.1%～1%、酯交换抑制剂0.1%～1%、相容剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1.5%。
2.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～9mm、且表面经过硅烷偶联剂KH550处理后的无碱玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的磺酸盐阻燃剂为全氟丁基磺酸钾（PPFBS）、苯磺酰基苯磺酸钾（KSS）、三氯苯磺酸钠（STB）中的一种。
4.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的硅系阻燃剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚倍半硅氧烷、聚苯基乙烯基有机硅倍半硅氧烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的抗滴落剂为粒径在0.5～100nm的聚四氟乙烯（PTFE）。
6.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯（TPPi）。
7.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（EMG）。
8.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量比1：2的复配物。
9.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金，其特征在于，所述的润滑剂为改性乙撑双硬脂酰胺（TAF）、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）、硅酮粉（MB-4）中的一种。
10.根据权利要求1所述的高效阻燃增强级PC/PBT合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；
（2）、将按重量配比称取干燥的PBT、磺酸盐阻燃剂、硅系阻燃剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂加入高速混合机中，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、冷却造粒，并经干燥后待用；
（3）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（2）的产物加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的酯交换抑制剂和相容剂，使一起搅拌3～15分钟均混后，出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入将按重量配比称取的玻璃纤维，控制加工温度在210℃～270℃，螺杆转速180～350rpm，通过双螺杆挤出机熔融共混后挤出、冷却造粒，即得成品。
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