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一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法技术

技术编号:15505931 阅读:157 留言:0更新日期:2017-06-04 01:16
本发明专利技术具体涉及一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法。阻燃聚碳酸酯复合材料首先通过添加二乙基次磷酸铝阻燃剂,在抗氧剂和硅烷偶联剂作用下,与聚碳酸酯共混挤出,注塑成型得到磷系阻燃型聚碳酸酯。在该复合树脂中进一步添加聚苯基甲基硅氧烷,复配得到硅磷协同阻燃型聚碳酸酯。最后,在相容剂作用下,将所得阻燃树脂与聚苯醚共混挤出,压板成型得到耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯。本发明专利技术采用成熟可靠的物理共混方法,制备的复合聚碳酸酯同时具有阻燃性和耐溶剂开裂性能,改善了该工程塑料的部分性能,使其在电器、建筑、家用、办公等领域得到更加广泛的应用。本发明专利技术所述合成方法简单易行,原料均可工业化生产,具有很好的推广应用价值。

Preparation method of flame retardant polycarbonate composite material with solvent cracking resistance

The invention relates to a preparation method of flame retardant polycarbonate composite material with solvent resistance and cracking resistance. Flame retardant polycarbonate composite materials firstly by adding two ethyl aluminum hypophosphite flame retardant, antioxidant and silane coupling agent under the action of extrusion and injection molding of polycarbonate blends, obtained flame-retardant polycarbonate. A silicone synergistic flame retardant polycarbonate was prepared by adding phenyl methyl siloxane into the composite resin. Finally, under the action of compatibilizer, the flame retardant resin and poly (phenylene oxide) were blended and extruded to form a solvent resistant cracking polycarbonate. The invention adopts the physical blending method is mature and reliable, the composite prepared polycarbonate with flame retardant and organic solvent resistance, improve some performance of the engineering plastics, which are widely used in household appliances, building, office, etc.. The synthetic method of the invention is simple and easy, and the raw material can be industrialized produced, and has very good popularization and application value.

【技术实现步骤摘要】
一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法
本专利技术具体涉及一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是指主链上含有碳酸酯基的一类高聚物,是一种综合性能优良的工程塑料,最具有实用性的是芳香族聚碳酸酯,具有突出的冲击韧性和耐蠕变性,可见光的透过率达90%,拉伸、弯曲强度较高。PC本身具有UL94V-2级别的阻燃性,氧指数达到25%,在众多树脂中也较为优异,但是为了拓宽其应用范围,需要其有更高的阻燃性。此外,PC的耐磨性、耐溶剂性也不好,且售价也较高。磷系阻燃剂低毒、持久、热稳定性好,认为是取代卤系阻燃剂的最佳选择。烷基次膦酸盐新一代绿色环保磷系阻燃剂,具有良好的热稳定性,分解温度高达350℃以上。由于其具有相对较高的磷含量,因而只需要较少的添加量就能使复合材料达到较好的阻燃效果,烷基次膦酸盐阻燃机理较为复杂。一方面因磷的百分含量高,而充分发挥着磷系阻燃剂的阻燃特征,可同时在凝聚相和气相起阻燃作用。为了提高有机磷阻燃剂的阻燃效率,可以选用成炭剂与阻燃剂复配进行阻燃处理。以磷系阻燃剂为酸源的膨胀型阻燃剂与硅系阻燃剂构成协同阻燃体系,克服单一的阻燃剂带来的局限性和造成的缺陷,提高聚碳酸酯的阻燃性能。由于树脂的耐溶剂性随结晶程度的提高而增强,将PC与半结晶的聚酯机械共混,可以改善其耐溶剂性。聚苯醚本身作为高强度的工程塑料,能够保证复合材料的综合性能保持优异。通过添加磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝,探究阻燃效果,在此基础上进一步添加硅系阻燃剂,复配得到硅磷协同阻燃型聚碳酸酯。所得树脂与聚苯醚共混制备具有耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯。复合聚碳酸酯同时具有阻燃性和耐溶剂开裂性能,改善了该工程塑料的部分性能,使其在电器、建筑、家用、办公等领域得到更加广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法。本专利技术提出的一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法,将磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝,与聚碳酸酯、抗氧剂以及硅烷偶联剂共混挤出并成型,进一步添加硅系阻燃剂,复配得到硅磷协同阻燃型聚碳酸酯;最后所得硅磷协同阻燃型聚碳酸酯与不同质量比例聚苯醚共混制备具有耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯;具体步骤如下:(1)聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干8~12h,滴加适量硅烷偶联剂A于干燥后的聚碳酸酯粒料表面,40~50℃温度,与5~30phr二乙基次磷酸铝阻燃剂,适量抗氧化剂B及硅烷偶联剂在高速搅拌机中共混均匀,240-260℃的加工温度下,30~60r/min转速下,在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒,所得粒料进一步在220-250℃下注塑成型;硅烷偶联剂A的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量百分数的0.5~3%;抗氧化剂B的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量分数的2~5%;(2)10phr~25phr磷系阻燃剂添加量的阻燃聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干,在树脂中添加硅系阻燃剂C共混,进一步挤出注塑成型,得到复配阻燃型聚碳酸酯;(3)将聚苯醚进行脱水干燥处理后与PPO-g-MAH增容剂和稳定剂按100:3:0.5~100:15:3的比例预混合,同步骤(2)中原料复配,230-260℃下,在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒。所得粒料进一步在210-240℃下注塑成型,得到具有耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯。本专利技术中,步骤(1)中使用的硅烷偶联剂A为γ-缩水甘油基氧基丙基三甲基氧基硅烷偶联剂(GPTMS)、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷偶联剂(A-172)或者γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH-550)中的一种。本专利技术中,步骤(1)中使用的抗氧化剂B为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂1010+168)或者β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂1076+168)复配得到的抗氧剂中的一种。本专利技术中,步骤(2)中硅系阻燃剂C聚苯基甲基硅氧烷。本专利技术中,步骤(2)中的硅系阻燃剂C添加的质量分数为2、4、6、8、10phr五个等级比例。本专利技术中,步骤(3)中的PPO-g-MAH增容剂添加的质量百分数为聚碳酸酯质量的3-8%。本专利技术的优点在于,原料来源广泛,所用的原料均可工业化生产,共混方法简单易行,制备的耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯同时具有阻燃性和耐溶剂开裂性能。产品能够在实际生产中大力推广,在电器、建筑、家用、办公等领域得到更加广泛的应用。附图说明图1为针对实施例1所得到的改性阻燃聚碳酸酯红外对比图。曲线a为纯PC红外谱图;曲线b为阻燃剂二乙基次磷酸铝红外谱图;曲线c为添加了10phr二乙基次磷酸铝阻燃剂得到的改性聚碳酸酯,另外添加的助剂有B900抗氧化剂,3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂。如图所示,曲线c显示阻燃PC在2944,2918,2830cm-1以及1456,1373cm-1处的峰分别为CH的伸缩振动峰和面内弯曲振动峰,其峰强较纯PC相应位置的峰增强,应该是由于阻燃剂在2947,2873cm-1以及1461,1401cm-1处的强峰覆盖所造成。曲线a纯PC在1762cm-1处的峰为C=O的伸缩振动峰在曲线c上消失,说明硅烷偶联剂和聚碳酸酯反应,形成良好的结合,使得相应基团消失。1162cm-1处的峰为纯PC在1221,1190cm-1处的酯链醚C-O-C的伸缩振动峰受到阻燃剂在1144cm-1处的强峰影响发生迁移。991,960cm-1处的峰应是硅烷偶联剂上环氧基团C-O-C的振动在阻燃PC上的体现。851,773cm-1处的峰分别为苯环对称取代和单取代的弯曲振动峰。综上所述,二乙基次磷酸铝阻燃剂在聚碳酸酯中分散并与之复合,两者通过硅烷偶联剂发生良好的结合。具体实施方式以下实施例是对本专利技术的进一步说明,而不是限制本专利技术的范围。该耐溶剂性阻燃聚碳酸酯树脂可测定其缺口冲击强度、拉伸强度、疲劳性能等力学特性。通过熔体流动仪测定表征树脂的加工性能。差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(DTA)表征热性能。阻燃性通过垂直燃烧法、锥形量热法、氧指数法(LOI)测定,通过红外(FT-IR)表征阻燃剂与聚碳酸酯的共混效果。用二甲苯、丙酮、四氢呋喃、氯仿等溶剂验证最终复合材料的耐溶剂开裂性能。实施例1聚碳酸酯粒料在120℃下烘干12h,滴加2%γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂于干燥后的聚碳酸酯粒料表面,50℃温度,与二乙基次磷酸铝阻燃剂,阻燃剂用量分别为5、10、15、20、25、30phr。在质量分数为3%的抗氧剂(抗氧剂1076+168)及硅烷偶联剂在高速搅拌机中共混均匀。在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒,双螺杆挤出机自加料段开始各段温度依次为温度:1段240℃,2段245℃,3段250℃,4段255℃,5段260℃,6段260℃,7段260℃,8段255℃,机头250℃,转速60r/min。所得粒料进一步注塑成型。其中注塑机的主要工艺参数为:注塑机前三段温度分别为230℃、230℃、240℃,注塑压力为110MPa,注射速度为90%,保压压力70MPa,保压时间20s,冷却时间8s。在(1)中最佳配方的基础上添加2、4、6、8本文档来自技高网
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一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法

【技术保护点】
一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法,其特征在于磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝,与聚碳酸酯、抗氧剂以及硅烷偶联剂共混挤出并成型,在10phr~25phr阻燃剂添加量的阻燃树脂中,进一步添加硅系阻燃剂,复配得到硅磷协同阻燃型聚碳酸酯;最后所得硅磷协同阻燃型聚碳酸酯与不同质量比例聚苯醚共混制备具有耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯;具体步骤如下: (1) 聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干8~12h,滴加适量硅烷偶联剂A于干燥后的聚碳酸酯粒料表面,40~50℃温度,与5~30phr二乙基次磷酸铝阻燃剂,适量抗氧化剂B及硅烷偶联剂在高速搅拌机中共混均匀,240‑260℃的加工温度下,30~60r/min转速下,在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒,所得粒料进一步在220‑250℃下注塑成型;硅烷偶联剂A的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量百分数的0.5~3%;抗氧化剂B的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量分数的2~5%;(2) 聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干,在10phr~25phr磷系阻燃剂添加量的阻燃树脂中,添加硅系阻燃剂C共混,进一步挤出注塑成型,得到复配阻燃型聚碳酸酯;(3) 将聚苯醚进行脱水干燥处理后与PPO‑g‑MAH增容剂和稳定剂按100:3:0.5~100:15:3的比例预混合,同步骤(2)中原料复配,230‑260℃下,在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒。...

【技术特征摘要】
1.一种具有耐溶剂开裂性阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法,其特征在于磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝,与聚碳酸酯、抗氧剂以及硅烷偶联剂共混挤出并成型,在10phr~25phr阻燃剂添加量的阻燃树脂中,进一步添加硅系阻燃剂,复配得到硅磷协同阻燃型聚碳酸酯;最后所得硅磷协同阻燃型聚碳酸酯与不同质量比例聚苯醚共混制备具有耐溶剂开裂性复合聚碳酸酯;具体步骤如下:(1)聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干8~12h,滴加适量硅烷偶联剂A于干燥后的聚碳酸酯粒料表面,40~50℃温度,与5~30phr二乙基次磷酸铝阻燃剂,适量抗氧化剂B及硅烷偶联剂在高速搅拌机中共混均匀,240-260℃的加工温度下,30~60r/min转速下,在双螺杆挤出机中熔融挤出、冷却、切粒,所得粒料进一步在220-250℃下注塑成型;硅烷偶联剂A的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量百分数的0.5~3%;抗氧化剂B的用量为磷系阻燃剂二乙基次磷酸铝质量分数的2~5%;(2)聚碳酸酯粒料在80~120℃下烘干,在10phr~25phr磷系阻燃剂添加量的阻燃树脂中,添加硅系阻燃剂C共混,进一步挤出注塑成型,得到复配阻燃型聚碳酸酯;(3)将聚苯醚进行脱水干燥处理后与PPO-g-MAH增容剂和稳定剂按100:3:0.5~100:15:3的比例预混合,同步骤(2)中原料复配,230-260℃下,...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁伟忠黄薇薇
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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