CN105038180A - 一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料及其制备方法，其由下双酚A型聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚四氟乙烯微粉、偏磷酸铝、三氯乙基磷酸酯、纳米碳化钛、柠檬酸三丁酯、辉锑矿粉、水合硅酸镁超细粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、纳米碳酸钙、凹凸棒土、石墨烯、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮、乙撑双硬脂酰胺等原料制成。本发明通过纳米碳酸钙、纳米碳化钛、水合硅酸镁超细粉等在塑料树脂中的充分分散，提高了材料的耐候性、力学性能等性能，通过添加的辉锑矿粉、偏磷酸铝、聚醚醚酮、三氯乙基磷酸酯等增强填料和改性材料，可以提高材料的阻燃性及抗冲击性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚碳酸酯材料，具体地说是涉及一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型，由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，所以限制了其在工程塑料方面的应用，目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产，聚碳酸酯现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯PC具有良好的透光性、抗冲击性、耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，因此被广泛应用于机械、电子电气、医疗器材及光学照明等领域。PC本身具有一定的阻燃性（氧指数在21%～24%），但在电视机、电脑、变压器线圈、汽车部件、建筑材料和其它具有高阻燃性能和高抗冲击性能要求的应用，聚碳酸酯的阻燃性和抗冲击性仍显不足，因此需要研制一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，以适应其市场需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，由下列重量份的原料配制而成：双酚A型聚碳酸酯树脂180-200、聚醚醚酮8-10、硬脂酸锌2-4、硬脂酸镁4-6、聚四氟乙烯微粉2-3、偏磷酸铝2-3、三氯乙基磷酸酯14-18、纳米碳化钛2-4、柠檬酸三丁酯5-7、辉锑矿粉6-8、水合硅酸镁超细粉4-5、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2-3、纳米碳酸钙20-30、凹凸棒土10-14、石墨烯10-14、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮3-5、乙撑双硬脂酰胺4-6。
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将称取好的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚四氟乙烯微粉、偏磷酸铝、三氯乙基磷酸酯投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至90-100℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料A；
（2）将纳米碳化钛、柠檬酸三丁酯、水合硅酸镁超细粉、纳米碳酸钙、凹凸棒土、石墨烯混合后倒入球磨机中研磨，然后一起倒入混合机中混合，在90-105℃的条件下搅拌，设置搅拌速度为30-35转/分钟，搅拌时间为6-10分钟，自然冷却后得混合料B；
（3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及辉锑矿粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮、乙撑双硬脂酰胺一起倒入高混机中混合，高混机转速为700-800rpm，混合温度为80-90℃，混合时间为6-10min；
（4）将步骤（3）得到的混合物送至双螺杆挤出机中经熔融反应、挤出、冷却、切粒、干燥，即得所述环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，其中所述双螺杆挤出机的工艺条件为：双螺杆挤出机加料段温度为190-220℃、塑化段温度为240-250℃、均化段温度为220-235℃、机头温度210-220℃、螺杆转速600-700r/min、真空度为-0.04-0.1Mpa。
本发明的有益效果：
本发明通过纳米碳酸钙、纳米碳化钛、水合硅酸镁超细粉等在塑料树脂中的充分分散，提高了材料的耐候性、力学性能等性能，通过添加的辉锑矿粉、偏磷酸铝、聚醚醚酮、三氯乙基磷酸酯等增强填料和改性材料，可以提高材料的阻燃性及抗冲击性等性能，得到的产品具有无卤、无毒，清洁环保等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，由下列重量份（kg）的原料配制而成：双酚A型聚碳酸酯树脂180、聚醚醚酮8、硬脂酸锌2、硬脂酸镁4、聚四氟乙烯微粉2、偏磷酸铝2、三氯乙基磷酸酯14、纳米碳化钛2、柠檬酸三丁酯5、辉锑矿粉6、水合硅酸镁超细粉4、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2、纳米碳酸钙20、凹凸棒土10、石墨烯10、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮3、乙撑双硬脂酰胺4。
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将称取好的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚四氟乙烯微粉、偏磷酸铝、乙撑双硬脂酰胺投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至90-100℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料A；
（2）将纳米碳化钛、柠檬酸三丁酯、水合硅酸镁超细粉、纳米碳酸钙、凹凸棒土、石墨烯混合后倒入球磨机中研磨，然后一起倒入混合机中混合，在90-105℃的条件下搅拌，设置搅拌速度为30-35转/分钟，搅拌时间为6-10分钟，自然冷却后得混合料B；
（3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及辉锑矿粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮、三氯乙基磷酸酯一起倒入高混机中混合，高混机转速为700-800rpm，混合温度为80-90℃，混合时间为6-10min；
（4）将步骤（3）得到的混合物送至双螺杆挤出机中经熔融反应、挤出、冷却、切粒、干燥，即得所述环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，其中所述双螺杆挤出机的工艺条件为：双螺杆挤出机加料段温度为190-220℃、塑化段温度为240-250℃、均化段温度为220-235℃、机头温度210-220℃、螺杆转速600-700r/min、真空度为-0.04-0.1Mpa。
实施例2：
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，由下列重量份（kg）的原料配制而成：双酚A型聚碳酸酯树脂190、聚醚醚酮9、硬脂酸锌3、硬脂酸镁5、聚四氟乙烯微粉2.5、偏磷酸铝2.5、三氯乙基磷酸酯16、纳米碳化钛3、柠檬酸三丁酯6、辉锑矿粉7、水合硅酸镁超细粉4.5、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2.5、纳米碳酸钙25、凹凸棒土12、石墨烯12、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮4、乙撑双硬脂酰胺5。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，由下列重量份（kg）的原料配制而成：双酚A型聚碳酸酯树脂200、聚醚醚酮10、硬脂酸锌4、硬脂酸镁6、聚四氟乙烯微粉3、偏磷酸铝3、三氯乙基磷酸酯18、纳米碳化钛4、柠檬酸三丁酯7、辉锑矿粉8、水合硅酸镁超细粉5、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯3、纳米碳酸钙30、凹凸棒土14、石墨烯14、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮5、乙撑双硬脂酰胺6。
制备方法同实施例1。
上述实施例1-3制得的环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料的性能检测结果如下表所示：
表1实施例1-3制得的环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料的性能检测结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 阻燃等级 | V-0 | V-0 | V-0 |
| 拉伸强度，Mpa | 54.4 | 53.1 | 55.8 |
| 弯曲强度，Mpa | 72 | 75 | 74 |
| 弯曲模量，Mpa | 2124 | 2136 | 2095 |
| 缺口冲击强度，KJ/㎡ | 32.4 | 34.2 | 29.7 |
Claims (2)
1.一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：双酚A型聚碳酸酯树脂180-200、聚醚醚酮8-10、硬脂酸锌2-4、硬脂酸镁4-6、聚四氟乙烯微粉2-3、偏磷酸铝2-3、三氯乙基磷酸酯14-18、纳米碳化钛2-4、柠檬酸三丁酯5-7、辉锑矿粉6-8、水合硅酸镁超细粉4-5、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2-3、纳米碳酸钙20-30、凹凸棒土10-14、石墨烯10-14、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮3-5、乙撑双硬脂酰胺4-6。
2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将称取好的双酚A型聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮、硬脂酸锌、硬脂酸镁、聚四氟乙烯微粉、偏磷酸铝、三氯乙基磷酸酯投入捏合机内进行捏合，待物料摩擦生热至90-100℃，将物料排入冷混机中降温，当温度降到40℃以下时出料，得到混合料A；
（2）将纳米碳化钛、柠檬酸三丁酯、水合硅酸镁超细粉、纳米碳酸钙、凹凸棒土、石墨烯混合后倒入球磨机中研磨，然后一起倒入混合机中混合，在90-105℃的条件下搅拌，设置搅拌速度为30-35转/分钟，搅拌时间为6-10分钟，自然冷却后得混合料B；
（3）将步骤（1）得到的混合料A和步骤（2）得到的混合料B以及辉锑矿粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基二苯甲酮、乙撑双硬脂酰胺一起倒入高混机中混合，高混机转速为700-800rpm，混合温度为80-90℃，混合时间为6-10min；
（4）将步骤（3）得到的混合物送至双螺杆挤出机中经熔融反应、挤出、冷却、切粒、干燥，即得所述环保阻燃抗冲击聚碳酸酯复合材料，其中所述双螺杆挤出机的工艺条件为：双螺杆挤出机加料段温度为190-220℃、塑化段温度为240-250℃、均化段温度为220-235℃、机头温度210-220℃、螺杆转速600-700r/min、真空度为-0.04-0.1Mpa。
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