一種高硬度的透明阻燃pc材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種高硬度的透明阻燃PC材料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚碳酸酯(PC)具有高的沖擊強(qiáng)度及優(yōu)異的機(jī)械、熱、電綜合性能，廣泛用于汽車、 航空航天、醫(yī)療器械、電子電器、電器家電、顯示器外殼、通信器材罩殼零組件等其他領(lǐng)域。
[0003] 然而現(xiàn)在的電器外殼產(chǎn)品，對(duì)材料的表面也有較嚴(yán)格的要求，其中比較難滿足的 一個(gè)要求是材料表面要有一定硬度和抗劃傷性，即在顧客擦拭產(chǎn)品時(shí)，不能輕易的劃傷。為 表征材料的表面硬度，一般通過(guò)劃破材料表面的鉛筆硬度來(lái)測(cè)定其抗劃傷表面硬度，其硬 度從低到高依次為：68、58、48、38、28、8、邢、!1、2!1、3!1、4!1、5!1、6!1、7!1、8!1、9!1。？(：材料表面鉛筆 硬度只有2B等級(jí)，做為電子產(chǎn)品外殼材料易劃傷，而產(chǎn)品要求的等級(jí)一般為2H等級(jí)?，F(xiàn)有的 解決方法是在PC表面涂上一層納米涂料來(lái)提高PC的硬度，可達(dá)到2H級(jí)，但這種方法工序復(fù) 雜，操作麻煩，會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，而PC對(duì)缺口敏感，產(chǎn)品很容易開(kāi)裂，其應(yīng)用受到 限制。
[0004] 隨著全球安全規(guī)范的持續(xù)推出，要求電子電器通訊器材外殼在火險(xiǎn)中燃燒緩慢或 者不起燃，也即要求達(dá)到UL94V0等級(jí)。
[0005] 針對(duì)PC的缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)聚碳酸酯與聚甲基丙烯酸甲酯共混來(lái)解決這一問(wèn) 題，中國(guó)專利201210005100.4公開(kāi)了一種在PC中添加 PMMA樹(shù)脂和抗劃傷改性劑來(lái)得到較 高硬度和較好抗劃傷性能的PC材料，然而公開(kāi)的內(nèi)容是使用大量碳纖維、無(wú)機(jī)填料、金屬粉 等來(lái)提高表面硬度，這一方面使得材料完全失去了透明性，另一方面大量無(wú)機(jī)填料的加入 嚴(yán)重影響材料的沖擊強(qiáng)度，所制得的材料沖擊強(qiáng)度只有50kj/m 2。再者此專利并未提高材料 的阻燃性能，使得在應(yīng)用方面受到了一定的限制。中國(guó)專利201210442504.X公布了一種高 硬度高透明高流動(dòng)性PC合金材料，通過(guò)加入透明的PS樹(shù)脂以及透明增韌劑、透明無(wú)鹵阻燃 劑等保持了較高的透明度和2H的表面鉛筆硬度，同時(shí)流動(dòng)性也有較大的提高，但由于PS本 身的沖擊強(qiáng)度很低使得制得的PC合金材料的沖擊強(qiáng)度只有5-10 kj/m2,此專利雖然使用了 無(wú)鹵阻燃劑，但并未提及所得PC合金材料的阻燃性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述存在問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)研究，制備了一種高硬度的透明阻燃PC材料， 該材料具有較高的表面硬度耐劃傷，同時(shí)具有高透光性、高抗沖、阻燃性好、易成型等特點(diǎn)。 可用于手機(jī)、電視機(jī)液晶顯示器等家用電器、汽車儀表顯示器外殼等電子電器零部件。
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度的透明阻燃PC材料。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種高硬度的透明阻燃PC材料的制備方法。
[0009] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種高硬度的透明阻燃PC材料，該材料含有以下重量份數(shù)的原料:PC樹(shù)脂67.5-84份、 PMMA樹(shù)脂5-10份、有機(jī)硅添加劑1-3份、相容劑2-4份、阻燃劑4-8份、增韌劑3-5份。
[0010]進(jìn)一步的，上述材料還含有以下重量份數(shù)的原料:抗氧劑0.3-1份、紫外線吸收劑 0.2-0.5份、潤(rùn)滑劑0.5-1份。
[0011]進(jìn)一步的，上述PC樹(shù)脂為其熔融指數(shù)為(20-50)g/10min。
[0012] 進(jìn)一步的，上述PMMA樹(shù)脂為折射率為1.49-1.50、透光率為90%-92%的聚甲基丙烯 酸甲酯。
[0013] 進(jìn)一步的，上述有機(jī)硅添加劑為改性聚硅氧烷。
[0014] 進(jìn)一步的，上述相容劑選自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA、苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物 SMA、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無(wú)規(guī)三元共聚物中的至少一種。
[0015] 進(jìn)一步的，上述的阻燃劑選自苯氧基四溴雙酚A碳酸酯齊聚物、2，4，6-三溴苯氧基 封端四溴雙酸A碳酸酯齊聚物中的至少一種。
[0016] 進(jìn)一步的，上述增韌劑選自丙烯酸酯樹(shù)脂ACR、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三 元接枝共聚物中的至少一種。
[0017] 進(jìn)一步的，上述抗氧劑由主抗氧劑和輔助抗氧劑組成，主抗氧劑選自抗氧劑1010、 抗氧劑1076和抗氧劑MD-697中的至少一種;輔助抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑412S中的至 少一種。
[0018] -種高硬度的透明阻燃PC材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將PC樹(shù)脂在120-130°C條件下干燥至含水量低于0.02%; 2) 按上述所述配方稱取各種原料，然后將所有原料混合均勻； 3) 將混勻后的原料加入至雙螺桿擠出機(jī)中，擠出造粒后，得到高硬度的透明阻燃PC材 料;其中，雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)加工溫度為250-270°C，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為250-300RPM。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是： 1)本發(fā)明通過(guò)添加 PMMA樹(shù)脂提高PC材料的表面鉛筆硬度，改善耐劃傷性能；同時(shí)PMMA 和PC樹(shù)脂的混合加入不影響材料的透明性。
[0020] 2)本發(fā)明使用的有機(jī)硅添加劑(聚硅氧烷），可能一方面液態(tài)聚硅氧烷與PC相容性 良好，能均勻分散于基體樹(shù)脂中，不影響材料透明性，且降低了材料表面摩擦系數(shù)，提高了 硬度和耐刮傷性能；另一方面，可能聚硅氧烷燃燒時(shí)呈熔融態(tài)，易于向樹(shù)脂表面迀移和富 集，并形成均質(zhì)的阻燃炭化層，且提高了炭層的抗氧化性，促進(jìn)了材料的阻燃功效。
[0021] 3)本發(fā)明所使用的阻燃劑(雙酚A型碳酸酯齊聚物），完全不影響材料的透明性;此 阻燃劑與有機(jī)硅材料配合使用實(shí)現(xiàn)了溴-硅阻燃協(xié)效作用，最大程度提高阻燃效率，既可以 降低阻燃劑的添加量又避免由于大量阻燃劑的加入而影響透明性。
[0022] 4)本發(fā)明為了提高PC復(fù)合材料的使用壽命降低產(chǎn)品的加工難度，本發(fā)明還添加了 其他助劑，如抗氧劑、紫外線吸收劑及潤(rùn)滑劑。
[0023] 5)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，工藝操作易于實(shí)現(xiàn);本發(fā)明所得PC材料具有表面硬度高、 耐劃傷，同時(shí)具有透明性好、高抗沖、阻燃性好及易成型等優(yōu)點(diǎn)，所得制品的透光率可達(dá)到 87%，表面鉛筆硬度可達(dá)到3H，能夠滿足人們對(duì)材料的高硬度耐劃傷、高透明性，高阻燃性的 要求，可廣泛用于手機(jī)、電視機(jī)液晶顯示器等家用電器、汽車儀表顯示器外殼等通訊電子電 器零部件的生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 一種高硬度的透明阻燃PC材料，該材料含有以下重量份數(shù)的原料:PC樹(shù)脂67.5-84 份、PMMA樹(shù)脂5-10份、有機(jī)硅添加劑1-3份、相容劑2-4份、阻燃劑4-8份、增韌劑3-5份。
[0025]優(yōu)選的，上述PC材料還含有以下重量份數(shù)的原料:PC樹(shù)脂67.5-84份、PMMA樹(shù)脂5-10份、有機(jī)硅添加劑1-3份、相容劑2-4份、阻燃劑4-8份、增韌劑3-5份、主抗氧劑0.1-0.5份、 輔助抗氧劑〇. 2-0.5份、紫外線吸收劑0.2-0.5份、潤(rùn)滑劑0.5-1份。
[0026]優(yōu)選的，上述PC樹(shù)脂為其熔融指數(shù)為20-50g/10min。
[0027] 更優(yōu)選的，上述PC樹(shù)脂選自韓國(guó)三星SC-1200R、日本帝人L-1225L和日本三菱H-3000R中的至少一種。
[0028] 優(yōu)選的，上述PMMA樹(shù)脂為折射率為1.49-1.50、透光率為90%-92%的聚甲基丙烯酸 甲醋。
[0029] 更優(yōu)選的，上述PMMA樹(shù)脂選自奇美CM-207、CM-211、韓國(guó)LG IG840、南通三菱麗陽(yáng) VH001中的至少一種。
[0030]優(yōu)選的，上述有機(jī)硅添加劑為改性聚硅氧烷。
[0031 ] 更優(yōu)選的，上述有機(jī)硅添加劑選自康寧的FCA117、DC-8808中的至少一種。
[0032]優(yōu)選的，上述相容劑選自乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMA、苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物 SMA、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無(wú)規(guī)三元共聚物中的至少一種。
[0033] 更優(yōu)選的，上述相容劑選自海華雯的SMA-800、美國(guó)杜邦的EMA 1125AC、法國(guó)阿克 瑪?shù)腁X8900中的至少一種。
[0034]優(yōu)選的，上述的阻燃劑選自苯氧基四溴雙酸A碳酸酯齊聚物、2,4,6_三溴苯氧基封 端四溴雙酸A碳酸酯齊聚物中的至少一種。
[0035] 更優(yōu)選的，上述的阻燃劑選自美國(guó)科聚亞的BC-52、BC_58中的至少一種。
[0036]優(yōu)選的，上述增韌劑選自丙烯酸酯樹(shù)脂ACR、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元 接枝共聚物中的至少一種。
[0037] 更優(yōu)選的，上述增韌劑選自LG EM600、日本鐘淵M511、日本鐘淵M711中的至少一 種。
[0038] 優(yōu)選的，上述主抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076和抗氧劑MD-697中的至少一 種。
[0039]優(yōu)選的，上述輔助抗氧劑選自抗氧劑168、抗氧劑412S中的至少一種。
[0040] 優(yōu)選的，上述紫外線吸收劑選自UV-329、UV-234和UV-531中的至少一種。
[00411 優(yōu)選的，上述潤(rùn)滑劑為PETS潤(rùn)滑劑。
[0042] -種高硬度的透明阻燃PC材料的制備方法，包括以下步驟： 1) 將PC樹(shù)脂在120-130°C條件下干燥至含水量低于0