一种无卤阻燃聚碳酸酯合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃聚碳酸酯合金，包含以下重量份的原料：聚碳酸酯树脂60‑90％，橡胶接枝聚合物3‑20％和功能阻燃助剂包5‑22％。其制备方法是按比例称重上述各原料组分后，混合均匀，再采用双螺杆挤出机进行混炼、熔融、挤出切粒得到产品。所制备的合金具有优异阻燃性，同时兼具力学性能佳、耐热性好、耐久性能突出的特点。

Halogen free flame retardant polycarbonate alloy and preparation method thereof

The invention discloses a halogen-free flame retardant polycarbonate alloy, which contains the following weight parts: polycarbonate resin 60, 90%, rubber graft polymer 3, 20% and functional retardant additive 5 22%. The preparation method is to weigh the components of the above raw materials in proportion and mix evenly, and then use the twin screw extruder to mix, melt and squeeze the grain to get the product. The alloy has excellent flame retardancy and good mechanical properties, good heat resistance and excellent durability.

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃聚碳酸酯合金及其制备方法
本专利技术属于聚碳酸酯树脂改性领域，更具体的本专利技术涉及一种无卤阻燃聚碳酸酯合金及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯树脂(Polycarbonate,PC)是力学、光学、电学及热学性质优异的热塑性塑料，但也存在着比较明显的缺陷，如加工流动性差，易应力开裂、成本高、缺口敏感及厚度依赖性等，在某种程度上限制了其应用。合金化技术改性可以取长补短，弥补聚合物相应的缺陷。在众多聚碳酸酯树脂合金中，PC/ABS合金是应用最广泛的，然而，ABS(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯接枝共聚物)橡胶相中残留不饱和双键，对外界环境如光、氧及热敏感，因此该合金产品在应用过程中易发生老化而使性能下降。与ABS相比，ASA(丙烯酸酯—苯乙烯—丙烯腈接枝共聚物)采用丙烯酸酯为橡胶相替代了ABS的丁二烯橡胶相，因而具有更为优异的耐老化性能，可作为ABS户外或耐老化要求高的应用替代品。关于PC/ASA合金的研究，国内外文献专利上已有相当多的报道，如US4606699提供了一种改善加工和多轴冲击载荷的PC/ASA合金；CN201310398689以乙烯—丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯或乙烯—丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯或马来酸酐接枝高密度聚乙烯作为耐寒剂，制备了一种耐寒PC/ASA合金；US4885335则制备了一种低光泽的PC/ASA合金；US5068285制备了一种改善熔体强度适合吹塑工艺的PC/ASA合金，等等。然而，关于PC/ASA合金阻燃方面的研究则鲜有报道。在聚碳酸酯相关阻燃合金产品研究中，通常使用较多的磷酸酯类小分子作为阻燃剂，这往往劣化了合金产品性能，尤其是热性能，以PC/ABS合金为例，20重量份磷酸酯阻燃剂可使得合金产品的维卡软化温度降到100℃以下。然而，随着相关行业的不断发展，如电子电器领域，各类电子元器件的发热量急剧上升，这对合金产品的耐热性提出了更高更严苛的要求。此外，由于磷酸酯阻燃剂降解产生酸性物质，会劣化合金产品的长期使用耐久性能。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中的问题，本专利技术提供了一种无卤阻燃聚碳酸酯合金及其制备方法。本专利技术的目的是提供一种具有阻燃效果好、耐热佳、耐久性能优异且易加工的无卤阻燃聚碳酸酯合金。为实现以上目的，本专利技术是通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种无卤阻燃聚碳酸酯合金，按重量百分比计，包含以下组分：聚碳酸酯树脂60-90％，优选65-90％，更优选68-88％，还更优选70-85％，橡胶接枝聚合物3-20％，优选3-18％，更优选4-16％，还更优选5-15％，功能阻燃助剂包5-22％，优选5-20％，更优选7-18％，还更优选9-16％，所述％以无卤阻燃聚碳酸酯合金的重量为基准计，所述的功能阻燃助剂包按重量百分比计，包含以下组分：有机磷化合物49-87％，优选50-85％，更优选52-84％，还更优选55-80％，有机硅化合物4-45％，优选5-40％，更优选9-38％，还更优选10-35％，阻燃协效剂5-20％，优选6-18％，更优选6-15％，还更优选9-13％，所述％以功能阻燃助剂包的总重量为基准计。所述的聚碳酸酯选自脂肪族聚碳酸酯、芳香族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯中的一种或几种，优选为芳香族聚碳酸酯，进一步优选为双酚A聚碳酸酯树脂，在300℃和1.2kg条件下具有6-30g/10min的熔融指数。所述的橡胶接枝聚合物为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物ABS，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物MBS，丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物ASA中的一种或几种；优选地，所述的橡胶接枝聚合物为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物ASA，以ASA为100重量份计，其中丙烯酸酯的含量为15-50份，丙烯腈含量为15-35份，苯乙烯含量为35-65份，或者为ASA与苯乙烯—丙烯腈共聚物SAN的质量比1:0.01～3，优选0.1～2的组合；该橡胶接枝聚合物可直接外购，如韩国锦湖石化有限公司的XC-180、XC-500A，中国台湾奇美实业股份有限公司的PW-957，也可以采用ASA胶粉(例如韩国锦湖石化有限公司的ASA高胶粉XC-500A)与苯乙烯—丙烯腈共聚物SAN进行掺混制备，本专利技术实施例中采用后者方法。优选地，所述的有机磷化合物为磷酸芳酯，具有如下所示结构，其中，R2，R3，R4和R5可独立的表示苯基或取代苯基，优选为苯基、甲苯基或二甲苯基；R1为C6-C30的芳香基团，优选苯基和双酚A基团；n为0-10的整数，优选为0-7的整数。所述的有机硅化合物为聚倍半硅氧烷树脂，优选该聚倍半硅氧烷的数均分子量为50000-200000，优选60000-180000，更优选100000-150000，具有如下所示结构，其中，R为H，C1-C18烃基(例如C1-C10烷基)，芳基，取代芳基、氟原子中的一种或几种，优选为甲基、乙基、苯基、乙烯基和氟原子中的一种或几种，进一步优选R基团中芳基数量分数占0.5以上，当芳基含量较低时难以达到较佳的协效阻燃效果。所述的阻燃协效剂包括如下组分：微胶囊包覆的聚四氟乙烯25-50％，优选30-45％，更优选32-43％缚酸剂50-75％，优选55-70％，更优选57-68％所述％以阻燃协效剂的重量为基准计。优选地，所述的微胶囊包覆的聚四氟乙烯为苯乙烯-丙烯腈包覆的聚四氟乙烯，聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯，甲基丙烯酸甲酯包覆的聚四氟乙烯及丙烯酸包覆的聚四氟乙烯中的一种或几种，优选为苯乙烯-丙烯腈包覆的聚四氟乙烯，这些产品例如可以从广州熵能聚合物技术有限公司购得。优选地，所述的缚酸剂为无机氧化物，选自氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铁、氧化铍、二氧化硅、二氧化钛等中的一种或几种，进一步优选为氧化锌和氧化铝中的一种或两种。本专利技术提供的无卤阻燃聚碳酸酯合金中还可包含占无卤阻燃聚碳酸酯合金重量的0.1-15重量％，优选2-12wt％，更优选3-10wt％的聚合物相容剂，优选该聚合物相容剂的玻璃化转变温度在150℃及以上，更优选该聚合物相容剂含有马来酸酐基团，进一步优选为N-苯基马来酰亚胺—苯乙烯—马来酸酐共聚物，玻璃化转变温度的测试采用差示扫描量热法DSC(DifferentialScanningCalorimetry)。根据本专利技术，合金制备过程中还可以添加加工助剂，所述加工助剂包括但不限于抗氧剂、润滑剂等，所述抗氧剂包括β-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双[2.4-二叔丁基苯基]季戊四醇二亚磷酸酯等中的一种或几种，抗氧剂的用量占无卤阻燃聚碳酸酯合金重量的0.1-0.5％；所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺等中的一种或几种，润滑剂的用量占无卤阻燃聚碳酸酯合金重量的0.1-1％。本专利技术还提供了一种无卤阻燃聚碳酸酯合金的制备方法，包括如下步骤：1)按照重量配比称取聚碳酸酯树脂、橡胶接枝聚合物、功能阻燃助剂包和任选的聚合物相容剂；2)将聚碳酸酯树脂、橡胶接枝聚合物、功能阻燃助剂包的各组分和任选的聚合物相容剂在高速混合机中混合均匀；3)采用双螺杆挤出机将混合料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃聚碳酸酯合金，按重量百分比计，包含以下组分：聚碳酸酯树脂 60‑90％，优选65‑90％，更优选68‑88％，还更优选70‑85％，橡胶接枝聚合物 3‑20％，优选3‑18％，更优选4‑16％，还更优选5‑15％，功能阻燃助剂包 5‑22％，优选5‑20％，更优选7‑18％，还更优选9‑16％，所述％以无卤阻燃聚碳酸酯合金的重量为基准计，所述的功能阻燃助剂包按重量百分比计，包含以下组分：有机磷化合物 49‑87％，优选50‑85％，更优选52‑84％，还更优选55‑80％，有机硅化合物 4‑45％，优选5‑40％，更优选9‑38％，还更优选10‑35％，阻燃协效剂 5‑20％，优选6‑18％，更优选6‑15％，还更优选9‑13％，所述％以功能阻燃助剂包的总重量为基准计。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚碳酸酯合金，按重量百分比计，包含以下组分：聚碳酸酯树脂60-90％，优选65-90％，更优选68-88％，还更优选70-85％，橡胶接枝聚合物3-20％，优选3-18％，更优选4-16％，还更优选5-15％，功能阻燃助剂包5-22％，优选5-20％，更优选7-18％，还更优选9-16％，所述％以无卤阻燃聚碳酸酯合金的重量为基准计，所述的功能阻燃助剂包按重量百分比计，包含以下组分：有机磷化合物49-87％，优选50-85％，更优选52-84％，还更优选55-80％，有机硅化合物4-45％，优选5-40％，更优选9-38％，还更优选10-35％，阻燃协效剂5-20％，优选6-18％，更优选6-15％，还更优选9-13％，所述％以功能阻燃助剂包的总重量为基准计。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的阻燃协效剂按重量百分比计包括如下组分：微胶囊包覆的聚四氟乙烯25-50％，优选30-45％缚酸剂50-75％，优选55-70％所述％以阻燃协效剂的重量为基准计。3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的聚碳酸酯树脂为双酚A聚碳酸酯树脂，在300℃和1.2kg条件下具有6-30g/10min的熔融指数。4.根据权利要求1-3中任一项所述的无卤阻燃聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的橡胶接枝聚合物为丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物ASA，以ASA为100重量份计，其中丙烯酸酯的含量为15-50份，丙烯腈含量为15-35份，苯乙烯含量为35-65份；或者为ASA与苯乙烯—丙烯腈共聚物SAN的质量比1:0.01～3，优选0.1～2的组合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的无卤阻燃聚碳酸酯合金，其特征在于，所述的有机磷化合物为磷酸芳酯，具有如下所示结构：其中，R2，R3，R4和R5可独立的表示苯基或取代苯基，优选为苯基、甲苯基或二甲苯基；R1为C6-C30的芳香基团，优选苯基和双酚A基团...

【专利技术属性】
技术研发人员：田秦，黄岐善，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37