專利名稱：阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯具有透明性、尺寸穩(wěn)定性、高耐熱性、吸水率低、無(wú)毒、介電性能優(yōu)良等許多特點(diǎn)，已廣泛地應(yīng)用于電子電器、建筑行業(yè)、光盤(pán)、汽車、醫(yī)療器械以及包裝等許多領(lǐng)域。然而，由于聚碳酸酯熔體粘度高，加工流動(dòng)性差，缺口敏感性強(qiáng)，制品易應(yīng)力開(kāi)裂等缺點(diǎn)，在很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了解決上述問(wèn)題，研究人員采用共混改性的方法，研究開(kāi)發(fā)出一系列聚碳酸酯共混改性高分子合金材料，例如美國(guó)專利USP5223573、USP5594062、USP6197873；日本專利JP04298562等分別報(bào)道了聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物，聚碳酸酯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯合金。這些聚碳酸酯合金對(duì)改善聚碳酸酯的加工性能具有一定的作用，但還不能滿足人們?nèi)找嫣岣叩氖褂靡蟆Q言之，這些二元共混材料已屬于淘汰產(chǎn)品，研究和生產(chǎn)應(yīng)用多元聚碳酸酯合金是目前急需解決的問(wèn)題。
另外，隨著人們生活水平的日益提高，對(duì)生活環(huán)境和安全防護(hù)措施的要求也不斷提高，尤其是近幾年來(lái)火災(zāi)調(diào)查結(jié)果表明，火災(zāi)導(dǎo)致人員死亡的原因主要是因煙霧窒息而死，人們對(duì)應(yīng)用阻燃、消煙材料的呼聲越來(lái)越高，阻燃、消煙型聚碳酸酯合金正是符合這一要求的高科技產(chǎn)品。在這方面中國(guó)專利CN1412246A和CN1435446A有相關(guān)的報(bào)道，但這類材料僅僅具有阻燃性能，不具有消煙的功效，達(dá)不到令人滿意的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法。
聚碳酸酯以其優(yōu)良的力學(xué)使用性能而備受人們青睞，為了進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，必須通過(guò)改性的方法使聚碳酸酯合金高功能化，來(lái)克服其自身存在的缺點(diǎn)。本發(fā)明采用共混、增容改性的手段，運(yùn)用適當(dāng)?shù)脑鲰g劑、增容劑，研制出具有優(yōu)良力學(xué)使用性能的聚碳酸酯多元共混合金。同時(shí)加入適當(dāng)?shù)淖枞紕⒁譄焺?，使該合金具有?yōu)良的阻燃、消煙之功能，應(yīng)用這種材料對(duì)提高人們的安全防范措施具有十分重要的意義。
聚碳酸酯與聚丁二烯相的溶解度參數(shù)之差約為7.45(J/cm3)1/2，根據(jù)相近相似相容原理，可以推測(cè)，聚碳酸酯與聚丁二烯相具有一定的相容性。因此通過(guò)共混的手段、用含有聚丁二烯相的高聚物來(lái)增韌聚碳酸酯，可以明顯提高其沖擊強(qiáng)度、撓曲性和拓寬其加工溫度范圍。為進(jìn)一步提高聚碳酸酯和聚丁二烯相的相容性，在共混過(guò)程中又引入增容體系，聚碳酸酯與聚丁二烯相的增容體系為接枝改性高聚物。這類增容體系的一部分與聚碳酸酯具有優(yōu)良的相容性，而另一部分又與聚丁二烯相具有良好的相容性，從而使聚碳酸酯與聚丁二烯相在共混的過(guò)程中有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在結(jié)構(gòu)上形成均勻的連接相；與此同時(shí)，又將鹵素衍生物與無(wú)機(jī)化合物的協(xié)同阻燃體系和硅酮聚合物、鉬化合物、鋅化合物的抑煙作用引入該合金體系中，賦予該合金材料高功能化。
本發(fā)明選擇的聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯，其用量以重量百分比計(jì)，為56-83％；增韌劑為含有聚丁二烯相的熱塑型聚合物，包括丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段聚合物(SEBS)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)其中的一種或幾種，優(yōu)選為MBS，其用量為8-20％；增容劑為聚乙烯-馬來(lái)酸酐接枝物(PE-g-MAH)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝馬來(lái)酸酐(ABS-g-MAH)、茂金屬乙烯-1-辛烯接枝馬來(lái)酸酐(POE-g-MAH)或聚丙烯/茂金屬乙烯-1-辛烯接枝馬來(lái)酸酐(PP/POE-g-MAH)其中的一種或者幾種，優(yōu)選為ABS-g-MAH和PP/POE-g-MAH，其用量為1-6％；阻燃劑為十溴二苯醚(DBDPO)、十四溴二苯氧基苯(DBDPOB)、四溴雙酚A(TBBPA)、三氧化二銻(Sb2O3)、氫氧化鎂[Mg(OH)2]或氫氧化鋁[Al(OH)3]其中的兩種或者幾種，優(yōu)選為十溴二苯醚和三氧化二銻，其用量為7-15％；抑煙劑為硅酮、硼酸鋅、錫酸鋅或三氧化鉬(MoO3)其中的一種或者幾種。硅酮為含有 和 基團(tuán)的聚合物，R為甲基、乙基、正丙基或異丙基基團(tuán)，硅酮聚合物的重均分子量在1000--100000之內(nèi)，抑煙劑優(yōu)選為硼酸鋅和硅酮，其用量為1-3％。
制備步驟如下1)、將聚碳酸酯進(jìn)行干燥，溫度為120±5℃，時(shí)間≥20小時(shí)；同時(shí)將增韌劑、增容劑、阻燃劑、抑煙劑進(jìn)行干燥，溫度為80±5℃，時(shí)間≥8小時(shí)；2)、將干燥后的聚碳酸酯放入高速攪拌機(jī)中，室溫下依次加入增韌劑、增容劑、阻燃劑、抑煙劑進(jìn)行混合，每次加料時(shí)間間隔為2-8分鐘；
3)、混合好的物料加入TE-65，長(zhǎng)徑比為32的雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出機(jī)各段溫度為215±5℃、230±5℃、250±5℃、250±5℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250-450轉(zhuǎn)/分；4)、切料即成阻燃、消煙型聚碳酸酯合金塑料粒。
本發(fā)明制備的阻燃、消煙型聚碳酸酯合金，性能指標(biāo)如下拉伸強(qiáng)度(MPa) ≥45簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) ≥25彎曲強(qiáng)度(MPa) ≥85彎曲模量(MPa) ≥1820氧指數(shù) ≥32煙密度(min-1) ≤480阻燃UL-94 V-O級(jí)具體實(shí)施方式
實(shí)施例1(重量單位千克，以下各實(shí)例同)PC 63.4ABS20MoO33Al(OH)32DBDPO 8.7ABS-g-MAH 2.9將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為210℃、232℃、255℃、255℃。螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa) 55.4簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 28.0彎曲強(qiáng)度(MPa) 89.5彎曲模量(MPa) 1930氧指數(shù) 34煙密度(min-1) 460阻燃UL-94 V-O實(shí)施例2PC64 TBBPA 13MBS 10 Mg(OH)22ABS 5PE-g-MAH 4硼酸鋅2將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為215℃、230℃、254℃、250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分。
力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa) 47.5簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 38.2彎曲強(qiáng)度(MPa) 91.2彎曲模量(MPa) 1943氧指數(shù) 32煙密度(min-1) 450阻燃UL-94 V-O
實(shí)施例3PC65 DBDPO10SBS 5Mg(OH)21.5ABS 15 Al(OH)31.5PP/POE-g-MAH 1硅酮{(CH3)3SiO0.5]0.4(SiO2)0.6}1將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為214℃、235℃、250℃、255℃。螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分。
力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa)51.2簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 31.7彎曲強(qiáng)度(MPa)88.6彎曲模量(MPa)1846氧指數(shù)38煙密度(min-1)470阻燃UL-94 V-O實(shí)施例4PC61 TBBPA 13SEBS 9 Al(OH)32POE-g-MAH 3 MBS9硼酸鋅 1.5硅酮[(CH3)3SiO(CH3CH3SiO)nSi(CH3)3] 1.5將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為
210℃、250℃、255℃、250℃.螺桿轉(zhuǎn)速為380轉(zhuǎn)/分。
力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa) 53.7簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 49.4彎曲強(qiáng)度(MPa) 92.4彎曲模量(MPa) 1930氧指數(shù) 36煙密度(min-1) 420阻燃UL-94 V-O實(shí)施例5PC71 TBBPA 12SEBS 8 Sb2O31.5POE-g-MAH 5錫酸鋅 1 硼酸鋅1.5將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為212℃、235℃、254℃、252℃.螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分。
力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa) 59.7簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 29.4彎曲強(qiáng)度(MPa) 97.1彎曲模量(MPa) 2154氧指數(shù) 35煙密度(min-1) 440
阻燃UL-94 V-O實(shí)施例6PC68 PBDPOB8ABS 7 Al(OH)32SBS 7 MoO31PP/POE-g-MAH 6硼酸鋅1將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段溫度為210℃、230℃、253℃、255℃.螺桿轉(zhuǎn)速為290轉(zhuǎn)/分。
力學(xué)性能測(cè)試如下拉伸強(qiáng)度(MPa) 64.3簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2) 27.4彎曲強(qiáng)度(MPa) 101.4彎曲模量(MPa) 2156氧指數(shù) 33煙密度(min-1) 450阻燃UL-94 V-O實(shí)施例7PC 77PBDPOB 9MBS 8 Sb2O31.5POE-g-MAH2 錫酸鋅 2.5將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒即成阻燃、消煙型聚碳酸酯合金塑料粒，各段溫度為215℃、234℃、254℃、255℃，螺桿轉(zhuǎn)速為320轉(zhuǎn)/分。
實(shí)施例8PC68TBBPA7ABS 10Al(OH)32MBS 8 Mg(OH)22MoO31.5 ABS-g-MAH1.5將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒即成阻燃、消煙型聚碳酸酯合金塑料粒，各段溫度為215℃、234℃、254℃、255℃.螺桿轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分。
實(shí)施例9PC75 DBDPO 5MBS 8Sb2O32PE-g-MAH 2錫酸鋅 1SBS 6MoO31將上述混合好的材料用TE-65雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒即成阻燃、消煙型聚碳酸酯合金塑料粒，各段溫度為215℃、232℃、253℃、255℃.螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分。
權(quán)利要求
1.一種阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法，選擇的聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯，其用量以重量百分比計(jì)，為56-83％；增韌劑為含有聚丁二烯相的熱塑型聚合物丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯嵌段聚合物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物其中的一種或幾種，其用量為8-20％；增容劑為聚乙烯-馬來(lái)酸酐接枝物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝馬來(lái)酸酐、茂金屬乙烯-1-辛烯接枝馬來(lái)酸酐或聚丙烯/茂金屬乙烯-1-辛烯接枝馬來(lái)酸酐其中的一種或者幾種，其用量為1-6％；阻燃劑為十溴二苯醚、十四溴二苯氧基苯、四溴雙酚A、三氧化二銻、氫氧化鎂[Mg(OH)2]或氫氧化鋁[Al(OH)3]其中的兩種或者幾種，其用量為7-15％；抑煙劑為硅酮、硼酸鋅、錫酸鋅或三氧化鉬其中的一種或者幾種，硅酮為含有 和 基團(tuán)的聚合物，R為甲基、乙基、正丙基或異丙基基團(tuán)，硅酮聚合物的重均分子量在1000--100000之內(nèi)，其用量為1-3％；制備步驟如下1)、將聚碳酸酯進(jìn)行干燥，溫度為120±5℃，時(shí)間≥20小時(shí)；同時(shí)將增韌劑、增容劑、阻燃劑、抑煙劑進(jìn)行干燥，溫度為80±5℃，時(shí)間≥8小時(shí)；2)、將干燥后的聚碳酸酯放入高速攪拌機(jī)中，室溫下依次加入增韌劑、增容劑、阻燃劑、抑煙劑進(jìn)行混合，每次加料時(shí)間間隔為2-8分鐘；3)、混合好的物料加入TE-65，長(zhǎng)徑比為32的雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，擠出機(jī)各段溫度為215±5℃、230±5℃、250±5℃、250±5℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250-450轉(zhuǎn)/分；4)、切料即成阻燃、消煙型聚碳酸酯合金塑料粒。
2.如權(quán)利要求1所述的阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法，其特征在于所述增韌劑優(yōu)選為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
3.如權(quán)利要求1所述的阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法，其特征在于所述增容劑優(yōu)選為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝馬來(lái)酸酐或聚丙烯/茂金屬乙烯-1-辛烯接枝馬來(lái)酸酐。
4.如權(quán)利要求1所述的阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法，其特征在于所述阻燃劑優(yōu)選為十溴二苯醚和三氧化二銻。
5.如權(quán)利要求1所述的阻燃、消煙型聚碳酸酯合金的制備方法，其特征在于所述抑煙劑優(yōu)選為硼酸鋅和硅酮。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種阻燃、消煙和增韌型聚碳酸酯合金的制備方法。以芳香族聚碳酸酯為主要原料，用含有聚丁二烯相的高聚物作為增韌劑；用與聚碳酸酯、聚丁二烯相都有相容性的接枝改性聚合物為增容劑，采用共混、增容改性手段研制出多元聚碳酸酯的共混合金。同時(shí)引入鹵素與無(wú)機(jī)化合物復(fù)配體系和硅酮、鉬化合物、鋅化合物抑煙體系，使該合金具有良好的消煙、阻燃性能。
文檔編號(hào)C08L69/00GK1546567SQ20031011593
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者白福臣, 葉永成, 賈寶山, 房海霞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所