專利名稱：一種阻燃pc/pbt/pet合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，特別是熱塑性高分子材料改性技術(shù)，涉及一種廣泛 應(yīng)用于汽車、電子電器、生活用品等領(lǐng)域的高性能工程塑料的阻燃PC/ PBT / PET合金及其 制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯，英文名Polycarbonate，簡稱PC。PC是一種無定型、無臭、無毒、高度透 明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，尤其是耐沖擊性優(yōu)異，拉伸 強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高；蠕變性小，尺寸穩(wěn)定。PC還具有良好的耐熱性和耐低溫性，在 較寬的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，尺寸穩(wěn)定性，電性能和阻燃性，可在-60 120°C 下長期使用；無明顯熔點(diǎn)，在220 230°C呈熔融狀態(tài)；由于分子鏈剛性大，樹脂熔體粘度 大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩(wěn)定性好，薄膜透氣性??；屬自熄性材料；對(duì)光 穩(wěn)定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐強(qiáng)堿、氧化性酸及胺、酮類，溶于氯化烴類 和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點(diǎn)是因抗疲勞強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開 裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。將PC和PBT共混，既可克服PC耐化學(xué)藥品性差、成型加工性不佳等不足，同時(shí)又 彌補(bǔ)PBT沖擊強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)，可以獲得良好的綜合性能。目前市場(chǎng)上的PC/PBT合金普遍 存在著剛性以及耐熱性不佳的問題，雖然可通過提高PC的含量來達(dá)到使用效果，但成本增 大。聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系 數(shù)，耐候性、吸水率低，僅為0. 1%，在潮濕環(huán)境中仍保持各種物性(包括電性能)，電絕緣性， 但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但耐水解性差，低溫下可迅速結(jié)晶，成 型性良好。缺點(diǎn)是缺口沖擊強(qiáng)度低，成型收縮率大。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PBT有 著相似的結(jié)構(gòu)，除具備PBT的耐化學(xué)腐蝕性及良好的機(jī)械性能外，其剛性和長期使用溫度 要高于PBT，但PET的玻璃化溫度高，結(jié)晶速度慢，模塑周期長，成型周期長，成型收縮率大， 尺寸穩(wěn)定性差，結(jié)晶化的成型呈脆性，耐熱性低等。將PC和PBT、PET共混既可克服PC耐化學(xué)藥品性差、成型加工性不佳等不足，同 時(shí)又彌補(bǔ)PBT、PET沖擊強(qiáng)度不高的缺點(diǎn)，可以獲得良好的綜合性能。PC/PBT/PET為典型的 無定型/結(jié)晶/半結(jié)晶聚合物體系，雖同為聚酯有一定相容性，但直接共混會(huì)存在結(jié)晶性差 異，相容性受到抑制；需加入適當(dāng)?shù)脑鲰g相容性能大大提高三元體系的相容性，以提高沖擊 強(qiáng)度；另PC屬自熄性材料，故合金雖然也具有一定的阻燃性，但阻燃等級(jí)難以達(dá)到使用要 求，因此有必要對(duì)三元合金進(jìn)行阻燃改性，以滿足在特定條件下的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的或成本高或合金阻燃性較差等問題，而提出一 種成本適中且環(huán)保阻燃、尺寸穩(wěn)定性、剛性、韌性和熱變形溫度高的PC/PBT/PET合金及其 制備方法。本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的
上述的阻燃PC/PBT/PET合金，是由以下重量百分比的組分構(gòu)成
PC 30 50% ；
PBT 10 30% ；
PET 10 20% ；
增韌相容劑3 8% ；
阻燃劑:9 15% ；
阻燃協(xié)效劑4、％ ；
抗氧劑0. 4 1% ；
加工助劑0. 4 1% ；
所述阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂溴、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一種；所述增韌相容 劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和(或)乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其中所述阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻和(或)硼酸 鋅。所述PC為分子量為20000 40000的雙酚A型聚碳酸酯；所述PBT的特性粘度0. 86 1. 2 ； 所述PET的特性粘度0.83、. 96;所述抗氧劑為四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙 酸]季戊四醇酯、β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯和亞磷酸三(2·4-二叔 丁基苯基)酯中的任意兩種組合。所述加工助劑為潤滑劑乙撐雙脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂 酸脂和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的環(huán)狀低聚物中的一種或多種。上述的阻燃PC/PBT/PET合金的制備方法
A、原料干燥預(yù)處理，PC、PET和PBT干燥的溫度控制在110 130°C，干燥時(shí)間4小時(shí)以 上；其他原料的干燥條件為70°C X 12小時(shí)；
B、將上述干燥原料按配比加入到高速混合機(jī)中充分混合，常溫?cái)嚢?0 20分鐘。C、熔融共混擠出，水冷、風(fēng)干、切粒，烘干。所述的阻燃PC/PBT/PET合金的制備方法，其中所述熔融共混擠出采用平行雙 螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑35-75mm ；該雙螺桿擠出機(jī)具有一區(qū)至八區(qū)，各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)置分別 為一區(qū)200 210°C，二區(qū)210 220°C，三區(qū)220 230°C，四區(qū)230 240°C，五區(qū)240 2500C，六區(qū)240 250°C，七區(qū)240 250°C，八區(qū)240 250°C，機(jī)頭溫度240 250°C ；該 擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 350rPm。本發(fā)明在采用合適的配方及工藝，并配以適當(dāng)?shù)淖枞俭w系，制備出環(huán)保阻燃的高 性能PC/PBT/PET三元共混合金。此阻燃三元合金相比于PC/PBT阻燃合金，在剛性、韌性、耐 熱溫度及尺寸穩(wěn)定性方面有著突出的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)價(jià)格較阻燃PC/PBT低，性價(jià)比更高；而相 比于阻燃PC/PET，能提高PC/PET的加工流動(dòng)性，縮短成型周期；本環(huán)保阻燃PC/PBT/PET是 一種綜合性能優(yōu)異、性價(jià)比高的合金。該合金的制備中選用雙酚A型結(jié)構(gòu)的溴化環(huán)氧樹脂， 十溴二苯乙烷及溴化聚苯乙烯等與三種熱塑性聚酯相容性均較好的阻燃劑，使三元體系合 金達(dá)到UL94-V0的阻燃等級(jí)，以滿足有特殊使用需求的場(chǎng)所。
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具體實(shí)施例方式本發(fā)明的阻燃PC/PBT/PET合金，是由以下重量百分比的組分構(gòu)成 PC 30 50%
PBT 10 30% PET 10 20% 增韌相容劑3 8% 阻燃劑9 15% 阻燃協(xié)效劑4、％ 抗氧劑0. 4 1% 加工助劑0. 4 1%
其中增韌相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯 酸縮水甘油酯共聚物(EMA-GMA)中的至少一種；
阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂溴、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一種；
阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻和硼酸鋅中的一種或兩種；
PC為分子量為2000(Γ40000的雙酚A型聚碳酸酯；
PBT的特性粘度0. 86 1. 2 ；
PET的特性粘度0. 83 0. 96 ；
抗氧劑可選擇四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3， 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯(1076)和亞磷酸三(2 ·4- 二叔丁基苯基)酯(168) 其中的兩種抗氧劑搭配使用；
加工助劑為潤滑劑乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)、季戊四醇硬脂酸脂(PETS)和對(duì)苯二甲酸 丁二醇酯的環(huán)狀低聚物(CBT)中的一種或多種。PC、PBT、PET三種聚酯具有相似的結(jié)構(gòu)，為部分相容體系，但無定型的PC和結(jié)晶性 的PBT、PET存在著非晶/晶相體系，使相容性變差，適當(dāng)?shù)孽ソ粨Q能使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，相 容性得到提高；如用以適當(dāng)?shù)脑鲰g相容劑，再以合適的比例共混，便能得到韌性、綜合性能 優(yōu)異的三元體系合金。本發(fā)明選用雙酚A型結(jié)構(gòu)的溴化環(huán)氧樹脂，十溴二苯乙烷及溴化聚 苯乙烯等與三種熱塑性聚酯相容性均較好的阻燃劑，使三元體系合金達(dá)到UL94-V0的阻燃 等級(jí)，以滿足有特殊使用需求的場(chǎng)所。本發(fā)明的阻燃PC/PBT/PET合金的制備方法如下 1、原料的預(yù)處理
PC、PET及PBT易吸潮，因此，在共混改性前必須對(duì)其進(jìn)行干燥處理，干燥的溫度控制在 110 130°C，干燥時(shí)間4小時(shí)以上。其他原料的干燥條件為70°C X 12小時(shí)。2、配料及預(yù)混
按配比將稱量好的原料和助劑一起加入到高速混合機(jī)中充分混合，在常溫下攪拌 10 20分鐘。3、共混擠出造粒
A、設(shè)備采用平行雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑35-75mm ；
5B、該雙螺桿擠出機(jī)具有一區(qū)至八區(qū)，各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)置分別為一區(qū)200 210°C，二 區(qū) 210 220°C，三區(qū) 220 230°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 240 250°C，六區(qū) 240 250°C， 七區(qū)240 250°C，八區(qū)240 250°C，機(jī)頭溫度240 250°C ；
C、該擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 350rPm。雙螺桿熔融共混擠出，經(jīng)水冷、風(fēng)干、切 粒，烘干包裝為成品。下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明 實(shí)施例一
將PC、PET和PBT在110°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取30kg PC, 20kg PET, 23. 2kg PBT，5kg EMA-GMA, 3kg EMA, 0. 2kg 抗氧劑 1010 和 0. 2kg 168，0. 4kg 潤滑劑 TAF，IOkg 阻燃劑溴化環(huán) 氧樹脂，8kg硼酸鋅；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 210°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 230°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 250°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 250°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在300rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。
實(shí)施例二
將PC、PET和PBT在110°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取45kg PC, 15kg PET, 15kg PBT, 4kg EMA-GMA, 3kg EMA, 0. 2kg 抗氧劑 1010 和 0. 3kg 168，0. 5kg 潤滑劑 TAF，Ilkg 阻燃劑溴化環(huán) 氧樹脂，3kg三氧化二銻，3kg硼酸鋅；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 200°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 220°C，四區(qū) 230°C，五區(qū) 240°C，六區(qū) 250°C，七區(qū) 250°C，八區(qū) 240°C，機(jī)頭溫度240°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在250rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。
實(shí)施例三
將PC、PET和PBT在120°C下干燥5小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取45kgPC，15kgPET，17. 8kg PBT, 6kg EMA-GMA, 0. 3kg抗氧劑1076和0. 3kg 168，0. 6kg潤滑劑PETS, IOkg阻燃劑溴化環(huán)氧樹脂， 5kg三氧化二銻；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 210°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 230°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 250°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在250rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。實(shí)施例四
將PC、PET和PBT在120°C下干燥5小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取32.6kg PC，IOkg PET，30kg PBT，6kg ΕΜΑ,Ο. 5kg 抗氧劑 1076 和 0. 5kg 168，0. 2kg 潤滑劑 TAF，0. 2kg PETS, 15kg 阻燃劑溴化聚苯 乙烯，5kg三氧化二銻；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 200°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 230°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 250°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 250°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在350rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。
實(shí)施例五
將PC、PET和PBT在130°C下干燥4小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取50kg PC, 20kg PET, IOkg PBT, 3kg EMA-GMA, 1. 5kg ΕΜΑ,Ο. 2kg抗氧劑 1010 和 0. 3kg 168，Ikg潤滑劑CBT，9kg 阻燃劑十溴二苯 乙烷，5kg三氧化二銻；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 210°C，二區(qū) 210°C，三區(qū) 220°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 250°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在200rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。
實(shí)施例六
將PC、PET和PBT在130°C下干燥4小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥12小時(shí)。將上述干燥后的原料按配比稱重，稱取50kg PC, 22kg PET, IOkg PBT, 3kg EMA-GMA, 0. 2kg抗氧劑1076和0. 3kg 168，0. 5kg潤滑劑CBT，IOkg阻燃劑溴化環(huán)氧樹脂， 4kg三氧化二銻；然后在高速混合機(jī)中混合10分鐘。將上述混合均勻的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在一區(qū) 210°C，二區(qū) 220°C，三區(qū) 230°C，四區(qū) 240°C，五區(qū) 250°C，六區(qū) 240°C，七區(qū) 240°C，八區(qū) 240°C，機(jī)頭溫度250°C ；螺桿轉(zhuǎn)速控制在250rpm，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出、水冷、風(fēng) 干、切粒，最后包袋成阻燃PC/PBT/PET合金成品。將上述的阻燃PC/PBT/PET合金注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能見表1。表1 阻燃PC/PBT/PET合金性能表
權(quán)利要求
1.一種阻燃PC/PBT/PET合金，是由以下重量百分比的組分構(gòu)成 PC 30 50% ；PBT 10 30% ； PET 10 20% ； 增韌相容劑3 8% ； 阻燃劑:9 15% ； 阻燃協(xié)效劑:4 8% ； 抗氧劑0. 4 1% ； 加工助劑0. 4 1% ；所述阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂溴、化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一種；所述增韌相容 劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和(或)乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
2.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述阻燃協(xié)效劑為三氧化 二銻和(或)硼酸鋅。
3.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述PC為分子量為 20000^40000的雙酚A型聚碳酸酯。
4.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述PBT的特性粘度 0. 86 1. 2。
5.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述PET的特性粘度 0. 83^0. 96。
6.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述抗氧劑為四[β-(3， 5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸 十八酯和亞磷酸三(2 · 4- 二叔丁基苯基)酯中的任意兩種組合。
7.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金，其特征在于所述加工助劑為潤滑劑 乙撐雙脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸脂和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的環(huán)狀低聚物中的一種或多 種。
8.如權(quán)利要求1所述的阻燃PC/PBT/PET合金的制備方法A、原料干燥預(yù)處理，PC、PET和PBT干燥的溫度控制在110 130°C，干燥時(shí)間4小時(shí)以 上；其他原料的干燥條件為70°C X 12小時(shí)；B、將上述干燥原料按配比加入到高速混合機(jī)中充分混合，常溫?cái)嚢?0 20分鐘；C、熔融共混擠出，水冷、風(fēng)干、切粒，烘干。
9.如權(quán)利要求8所述的阻燃PC/PBT/PET合金的制備方法，其特征在于所述熔融共混 擠出采用平行雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑35-75mm ；該雙螺桿擠出機(jī)具有一區(qū)至八區(qū)，各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)置分別為一區(qū)200 210°C，二區(qū) 210 220°C，三區(qū) 220 230°C，四區(qū) 230 240°C，五區(qū) 240 250°C，六區(qū) 240 250°C， 七區(qū)240 250°C，八區(qū)240 250°C，機(jī)頭溫度240 250°C ； 該擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速控制在200 350rPm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃PC/PBT/PET合金及其制備方法。該合金是由以下重量百分比的組分構(gòu)成30~50%PC；10~30%PBT；10~20%PET；3~8%增韌相容劑；9~15%阻燃劑；4~8%阻燃協(xié)效劑；0.4~1%抗氧劑；0.4~1%加工助劑；阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂溴、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一種；增韌相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和(或)乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。其制備方法是將原料干燥后充分混合于常溫?cái)嚢?0~20分鐘，熔融共混擠出。該合金相綜合性能優(yōu)異、性價(jià)比高，達(dá)到UL94-V0的阻燃等級(jí)，可滿足有特殊使用需求的場(chǎng)所。
文檔編號(hào)C08K5/03GK102002226SQ20101058303
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者申應(yīng)軍, 鄭輝 申請(qǐng)人:深圳市富恒塑膠新材料有限公司