本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金及其在制造墻面開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚碳酸酯(簡(jiǎn)稱pc)是一種熱塑性的非結(jié)晶工程塑料，是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有優(yōu)良的抗沖擊強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性及抗污染性，是建筑行業(yè)、墻面開(kāi)關(guān)等的最佳選擇，但是由于pc本身的硬度不是很高，導(dǎo)致在生產(chǎn)、裝配過(guò)程中極易被工具或指甲劃傷，而墻面開(kāi)關(guān)在建筑上不僅僅是功能件還是外觀裝飾件，表面的損傷嚴(yán)重地影響了它的裝飾性，從而導(dǎo)致殘次品的增加，造成一定的浪費(fèi)；另外由于pc分子結(jié)構(gòu)中苯環(huán)的存在，導(dǎo)致分子鏈剛性及空間位阻較大，熔體粘度大，加工不易，加工成型過(guò)程中制品殘余應(yīng)力較大，在一些特殊的安裝或使用環(huán)境下，由于溶劑的侵蝕極易發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂，從而導(dǎo)致成品失去使用價(jià)值，給企業(yè)造成不可估量的損失。此外，墻面開(kāi)關(guān)大部分都是白色，而pc在受到紫外線照射的情況下很容易黃變，這種現(xiàn)象在室外尤其明顯，通常為了避免這種現(xiàn)象，就需要添加一些特殊的助劑，從而造成了成本的增加。

因此，在pc墻面開(kāi)關(guān)表面噴涂油漆就非常有意義：一、在表面形成一層保護(hù)層，防止刮傷和溶劑侵蝕導(dǎo)致的開(kāi)裂，還能避免由于紫外線引起的黃變問(wèn)題，同時(shí)還避免了由于特殊助劑的添加而造成的成本提升；二、油漆的顏色可以自由設(shè)計(jì)，極大地增加了它的裝飾性。

但對(duì)于pc而言，由于熔體粘度大，在成型過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，而油漆本身就是一種溶劑，如果制件內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，在噴涂油漆后進(jìn)行加工時(shí)，會(huì)由于油漆的腐蝕使制件釋放應(yīng)力，容易導(dǎo)致基材開(kāi)裂，影響制件外觀和噴涂效率。因此，需要對(duì)pc進(jìn)行特殊改性。

如公開(kāi)號(hào)為cn103342886a的中國(guó)專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種噴涂pc/abs合金材料及其制備方法，由聚碳酸酯、abs、san、抗氧劑、潤(rùn)滑劑組成，其中聚碳酸酯：30-80份，abs樹(shù)脂：15-65份，san樹(shù)脂：5-10份，抗氧劑：0.1-1份，潤(rùn)滑劑：0.1-1份。該產(chǎn)品雖然具有良好的流動(dòng)性和噴漆性能，但由于abs的大比例加入，會(huì)造成材料的耐熱性大大降低，從而無(wú)法達(dá)到電工標(biāo)準(zhǔn)的耐熱要求。此外，該材料中未加入阻燃劑，并不適合應(yīng)用在墻面開(kāi)關(guān)領(lǐng)域。

因此，開(kāi)發(fā)一款非pc/abs體系，即可以提高pc的可噴涂性，同時(shí)又不會(huì)降低其阻燃性和耐熱性的新型體系，是目前亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，以該合金制備得到的材料具有良好的噴涂性能、阻燃性和耐熱性能，可用于制造墻面開(kāi)關(guān)。

具體技術(shù)方案如下：

一種可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料組分制成：

本發(fā)明的申請(qǐng)人在前期工作中已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一款聚碳酸酯/聚酮合金，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將聚碳酸酯與聚酮復(fù)合制成合金，耐化學(xué)性能力得到顯著提高，同時(shí)耐溫性能也較好。但當(dāng)pc材料用于制造墻面開(kāi)關(guān)時(shí)，除需要滿足耐熱要求外，還需具備優(yōu)異的可噴涂性和阻燃性?；谧枞夹缘目紤]，申請(qǐng)人在已有配方基礎(chǔ)上增加了溴系阻燃劑，但由于溴系阻燃劑多為小分子物質(zhì)，添加后勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致部分力學(xué)性能的劣化，尤其是會(huì)導(dǎo)致材料沖擊性能變差。同時(shí)，該配方制備得到的聚碳酸酯/聚酮合金的可噴涂性能并不能滿足要求，這就導(dǎo)致該配方無(wú)法直接應(yīng)用于制造墻面開(kāi)關(guān)。申請(qǐng)人經(jīng)大量試驗(yàn)篩選后，意外發(fā)現(xiàn)，硅烷共聚聚碳酸酯加入后組成的pc+pok+硅烷共聚pc三元體系，在相同的阻燃劑及其它助劑的用量下，制備得到的聚碳酸酯/聚酮合金，其沖擊強(qiáng)度得到提高，同時(shí)可噴涂性能更佳、噴涂開(kāi)裂比例顯著下降。

分析其原因可能是：一方面，硅烷共聚pc的分子鏈中含有大量si-o-si鍵，使得分子鏈柔性增加，分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng)，分子間總的作用力減小，體系的熔融粘度減小，流動(dòng)性增強(qiáng)，成型過(guò)程可以用更低的壓力和速度，制件的殘余應(yīng)力減小，制件噴涂后發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂的概率降低；另一方面，硅烷共聚pc的加入使原兩相體系變?yōu)槿囿w系，并在相容劑的作用下，使體系內(nèi)分子鏈的規(guī)整性大大降低，結(jié)晶度減小，提高了材料與涂料間的附著力，涂料粘結(jié)的更牢靠。

作為優(yōu)選，所述聚碳酸酯選自雙酚a型聚碳酸酯，熔體流動(dòng)速率為5～20g/min，測(cè)試條件為：300℃，1.2kg。熔體流動(dòng)速率越小說(shuō)明粘度越大，分子鏈越長(zhǎng)，纏結(jié)的越緊密，抗開(kāi)裂能力越強(qiáng)。進(jìn)一步優(yōu)選，所述聚碳酸酯的熔體流動(dòng)速率為10g/min。

作為優(yōu)選，所述聚酮的熔體流動(dòng)速率為50～70g/10min，測(cè)試條件為：240℃，2.16kg。熔體流動(dòng)速率越大，說(shuō)明流動(dòng)性越好，分子鏈活動(dòng)性越強(qiáng)，熔融共混時(shí)，越容易在表面均勻分散。進(jìn)一步優(yōu)選，所述聚酮的熔體流動(dòng)速率為60g/10min。

作為優(yōu)選，所述硅烷共聚聚碳酸酯為嵌段型共聚物，分子量為26000～32000g/mol。

作為優(yōu)選，所述的可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料組分制成：

經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用上述特定性能參數(shù)的聚碳酸酯、聚酮及硅烷共聚聚碳酸酯在特定比例下組成的三元體系，制備得到的聚碳酸酯/聚酮合金，其噴涂開(kāi)裂比例可降為0，但油漆噴涂后的附著力性能卻相距甚大。

進(jìn)一步優(yōu)選，由以下重量份的原料組分制成：

經(jīng)試驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用上述特定比例、特定性能參數(shù)的的三元體系時(shí)，油漆噴涂后的附著力極佳，可達(dá)到5b標(biāo)準(zhǔn)。

作為優(yōu)選，所述阻燃劑選自溴系阻燃劑。

作為優(yōu)選，所述的其它助劑包括相容劑、抗沖改性劑、抗氧劑、抗水解穩(wěn)定劑和加工助劑中的至少一種。

所述的可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料組分制成：

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的相容劑選自馬來(lái)酸酐接枝的聚烯烴彈性體、苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體、聚烯烴彈性體、聚烯烴接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選為聚烯烴接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。

所述的抗沖改性劑選自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物、聚烯烴彈性體、有機(jī)硅增韌劑、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物。

所述的抗氧劑選自1076與168的復(fù)配物；進(jìn)一步優(yōu)選，所述的1076與168按重量比為1：1混合。

所述的抗水解穩(wěn)定劑選自日之升sag005；

所述的加工助劑選自硬脂酸鈣、季戊四醇酯、硅酮粉中的至少一種。

配方中，以聚碳酸酯、聚酮和硅烷共聚聚碳酸酯的總質(zhì)量為100份計(jì)，其他原料采用外加的方式。

在上述優(yōu)選原料的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)選，所述的可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料組分制成：

所述可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金的制備方法如下：

將聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂和硅烷共聚聚碳酸酯預(yù)先烘干，再按上述重量比將各原料混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出、造粒后得到可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金。

所述的擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)，加工溫度為200～260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300～600rpm。

上述方法制備得到的可噴涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金材料具有良好的可噴涂性能、阻燃性和耐熱性能，可用于制造墻面開(kāi)關(guān)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明采用由聚碳酸酯、聚酮和硅烷共聚聚碳酸酯組成的三元體系，篩選了特定性能參數(shù)、特定含量的各原料，在與其它組分的協(xié)同作用下，獲得了一種聚碳酸酯/聚酮合金，該合金具有良好的可噴涂性能、阻燃性和耐熱性能，可用于制造墻面開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例1～6中采用的各原料的廠家及牌號(hào)列于下表1中。

表1

以下如無(wú)特別說(shuō)明，各原料的配比均為重量份。

實(shí)施例1

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒，具體配比為：聚碳酸酯，70；聚酮，25；硅烷共聚pc，5，相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

實(shí)施例2

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒，具體配比為：聚碳酸酯，60；聚酮，25；硅烷共聚pc，15，相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

實(shí)施例3

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒，具體配比為：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25，相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

實(shí)施例4

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒，具體配比為：聚碳酸酯，40；聚酮，25；硅烷共聚pc，35，相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

實(shí)施例5

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒，具體配比為：聚碳酸酯，45；聚酮，30；硅烷共聚pc，25，相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

實(shí)施例6

將聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮樹(shù)脂、硅烷共聚pc與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒；具體配比為：聚碳酸酯，40；聚酮，35；硅烷共聚pc，25；相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

對(duì)比例1

將聚碳酸酯、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、聚酮與抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒；具體配比為：聚碳酸酯，75；聚酮，25；相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

本對(duì)比例采用pc為lg1201-10，熔融流動(dòng)指數(shù)為10g/10min，聚酮為曉星330a，熔融流動(dòng)指數(shù)為60g/10min。

對(duì)比例2

將聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒；具體配比為：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

本對(duì)比例采用pc為拜耳2400，熔融流動(dòng)指數(shù)為22g/10min，聚酮為曉星330a，熔融流動(dòng)指數(shù)為60g/10min，硅烷共聚pc為出光ag1760，分子量為29000～32000g/mol。

對(duì)比例3

將聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒；具體配比為：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

本對(duì)比例采用pc為lg1201-10，熔融流動(dòng)指數(shù)為10g/10min，聚酮為曉星630a，熔融流動(dòng)指數(shù)為5g/10min，硅烷共聚pc為出光ag1760，分子量為29000～32000g/mol。

對(duì)比例4

將聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再將烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮與相容劑、抗沖改性劑、阻燃劑、抗氧劑和加工助劑按照配比投入攪鍋充分分散均勻后，再經(jīng)過(guò)雙螺桿剪切、混煉造粒；具體配比為：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容劑，1.5；抗沖改性劑，2；阻燃劑，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解穩(wěn)定劑，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。

本對(duì)比例采用pc為lg1201-10，熔融流動(dòng)指數(shù)為10g/10min，聚酮為曉星330a，熔融流動(dòng)指數(shù)為60g/10min，硅烷共聚pc為出光ag2530，分子量為17000～22000g/mol。

試驗(yàn)測(cè)試方法：

物理力學(xué)性能：沖擊性能測(cè)試參照gb/t1043.1-2008標(biāo)準(zhǔn)；

熱變形溫度(1.82mpa)：參照gb/t1634.2-2004標(biāo)準(zhǔn)；

阻燃性能：灼熱絲測(cè)試參照gb/t5169.11-2006標(biāo)準(zhǔn)；

球壓耐熱性能：球壓測(cè)試參照gb/t5169.21-2006標(biāo)準(zhǔn)；

噴涂性能：將實(shí)施例與對(duì)比例中所得材料用于墻開(kāi)面板的噴涂；

噴涂附著力測(cè)試：參照gb/t9286-1998標(biāo)準(zhǔn)；

所得材料測(cè)試性能結(jié)果如表2所示

表2

對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入硅烷共聚pc可以顯著提高pc/pok合金體系的噴涂性能，同時(shí)提高了缺口沖擊強(qiáng)度，顯著降低了噴涂開(kāi)裂比例；而阻燃性、耐熱性也未明顯降低，均能通過(guò)電工標(biāo)準(zhǔn)球壓測(cè)試要求和阻燃要求。由于硅烷共聚pc價(jià)格較高，綜合考慮材料的性能和成本，實(shí)施例3即為本專利的最佳配方。