一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料及其制备工艺，按重量百分比计，该PC材料的原料组成包括：PC基材80～95％；增韧剂1～10％；扩链剂0.2～3％；润滑剂0.1～6％；阻燃剂0.1～5％；其它助剂0.1～3％；PC基材的熔体流动速率为7～18g/10min；增韧剂选自EMA、EBA、EBA‑GMA、EMA‑GMA中的至少一种；润滑剂选自聚四氟乙烯。工艺：将PC基材与扩链剂按比例混合均匀后由挤出机主喂料送入，剩余原料按比例混合均匀后由挤出机侧喂料送入，经塑化后挤出、造粒得到。本发明专利技术从配方组成及制备工艺两方面同时进行优化，制备得到耐甲苯、兼具高耐热、高阻燃特性的PC材料。

【技术实现步骤摘要】
一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料及其制备工艺
本专利技术涉及聚碳酸酯材料的制备领域，尤其涉及一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料及其制备工艺。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是一种线型聚碳酸酯，是一种无定形的工程塑料，需求量大，在五大工程塑料中仅次于尼龙，排在第二位。PC具有良好的韧性、透明性、耐热性和阻燃性，但PC耐化学性方面较差：PC虽然有一定的耐酸性，但是不耐强碱性溶剂；酮类、酯类及芳香族溶剂均可破坏PC，引起PC开裂。PC材料在汽车、电器、建材、IT、手机等行业都有广泛的应用，但是这些部件很多场合需要喷漆或丝印处理。油漆中的溶剂大多含甲苯，酮或酯类等成分，容易导致PC在喷漆过程中发生应力开裂，产品的良率也大大降低。即使是产品应用到市场，如果在半年或一年产生开裂会导致产品被召回，从而带来严重经济损失。这在一定程度上限制了PC在喷涂或丝印部件中的应用，而且产品的设计自由度也受到了限制。申请公布号为CN101857717A的中国专利文献中公开了一种耐化学品性能优异的阻燃聚碳酸酯合金及其制备方法，通过添加有机硅对PC/ABS进行耐化学品性能改善，其主要机理是由于有机硅与PC/ABS相容性差，促使其迁移到制品表面形成一层膜，起到耐化学品性的作用。但是，其不仅影响PC/ABS材料的冲击性能，而且遇到甲苯类或酮类、酯类化学试剂还是会出现开裂的问题。申请公布号为CN101508833A的中国专利文献中公开了一种耐化学品性优异的PC/ABS合金，通过添加PBT类结晶材料达到良好的耐化学性能，但是PBT添加量一般需要超过10％，这不仅对PC/ABS材料的热变形温度影响非常大，而且模具收缩率也会从0.6％增加到0.8％，导致其不能应用于现有的PC/ABS的模具上，同时材料中ABS对甲苯也不耐受，所得合金材料耐甲苯能力较差。申请公布号为CN105814138A的中国专利文献中公开了含聚碳酸酯组合物：使用聚碳酸酯聚合物、相容剂和烯烃弹性体的组合来实现具有诸如良好耐环境应力开裂性的所需性质的含聚碳酸酯组合物。但相容剂和烯烃弹性体的添加量大，对材料耐热，阻燃均有负面影响，而且产品外观注塑点浇口模具或薄壁制件浇口斑太大，产品易起皮。上述专利中公开的技术方案，均是通过向基体PC树脂中添加诸如ABS、PBT、PET、烯烃弹性体的方式来制备合金化PC，但由于添加比例太高，严重影响了材料模量、冲击强度、耐热性和阻燃性。由于IT.手机、电器、建材等领域对材料综合性能(冲击，耐热，阻燃，外观，喷涂，丝印)均有严格要求和认证，这导致以上技术方案中的产品的综合性能均无法满足要求，应用面大大受限。
技术实现思路
针对现有技术中存在的喷漆或丝印处理后的PC塑料制品后期易应力开裂问题，本专利技术公开了一种PC材料，耐甲苯能力较好，还同时具备高耐热、高阻燃特性。可满足IT.手机、电器、建材等领域对材料综合性能的严格要求。具体技术方案如下：一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，按重量百分比计，原料组成包括：所述PC基材的熔体流动速率为7～18g/10min；所述增韧剂选自EMA、EBA、EBA-GMA、EMA-GMA中的至少一种；所述润滑剂选自聚四氟乙烯。本专利技术从导致喷涂或丝印PC材料出现应力开裂的源头—溶剂甲苯着手，从配方组成及制备工艺两方面同时进行优化，并通过PC材料在浸泡甲苯前、后简支梁缺口冲击强度的变化来衡量其耐甲苯能力。该技术方案仅以PC材料为基材，避免了现有技术中通过大量添加PBT、PET、ABS、PE等制备PC合金，改善PC材料的耐甲苯能力的同时却牺牲了其它性能的技术问题，并给出了可以评价耐甲苯能力的可量化的指标，该指标受模具制件、注塑工艺等因素的影响较小，可实施性强。所谓配方组成的优化，包括对原料种类、原料关键参数以及原料的具体用量三方面同时进行筛选。本专利技术中的PC基材选自光气法或酯交换法生产的双酚A型PC，经试验发现，不同熔指的基材最终制备的PC复合材料的耐甲苯性能存在较大差距，优选地，所述PC基材的熔体流动速率为7～13g/10min，进一步优选为7～10g/10min。经试验发现，在其它原料配方已经优化后的基础上，采用上述不断优化的熔指范围的PC基材，最终制备的复合材料的耐甲苯性能也不断优化。本专利技术中增韧剂的选择尤为重要，经试验发现，增韧剂的加入会同时对材料的耐甲苯性能(即甲苯浸泡前、浸泡后80℃烘干2h的缺口冲击强度)、阻燃性及耐热性同时产生影响。而不同种类的增韧剂对以上各性能的影响有所不同。本专利技术公开的增韧剂种类包括EMA、EBA、EBA-g-GMA、EMA-g-GMA中的至少一种，EMA为乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、EMA-GMA为乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、EBA为乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、EBA-GMA为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。优选为EBA-GMA，如美国DOW公司PTW。。经试验发现，以上品种的增韧剂均对PC材料的耐甲苯性能有着明显的提升，但同时会劣化PC材料的耐热性能与阻燃性能。将上述优选地烯烃类增韧剂配合特定熔体流动速率的PC基材、特定含量的扩链剂以及聚四氟乙烯润滑剂，通过配方的合理设计，可以保证PC材料优异的耐甲苯性能，同时兼具优异的耐热以及阻燃性能。进一步经试验发现，对于增韧剂领域常见的增韧剂种类，如MBS增韧剂(如EXL2691A，美国DOW公司)、ACR增韧剂(如FM-40，日本钟渊公司；或S2001，日本三菱丽阳公司)，以及ABS高胶粉(如HR-181，韩国锦湖)，在相同的材料体系下，制备得到的PC材料耐甲苯性能较差。所述扩链剂选自含胺基基团扩链剂、含酸酐基团扩链剂、含唑啉基团扩链剂、含环氧活性基团扩链剂中的至少一种。扩链剂的添加对PC材料耐甲苯性能有提升，但添加量太少和太多均对会产生负面影响，因此，优选将扩链剂的添加量控制在0.5～2.0wt％。优选的扩链剂选自含环氧活性基团扩链剂，具体可选择德国BASF公司ADR4370S。本专利技术中采用的润滑剂为且仅为聚四氟乙烯润滑剂，经对比本领域常见的其他种类的润滑剂，如酰胺类润滑剂、PE蜡润滑剂、硅酮类润滑剂以及酯类润滑剂可以发现，以上本领域常见的其它种类润滑剂加入该体系中，制备得到的PC材料在经甲苯浸泡并经80℃烘干后的缺口冲击强度出现了显著的下降，无法达到应用要求。本专利技术的阻燃剂选自溴系阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、硅系阻燃剂中的至少一种。本专利技术中还包括其它助剂，包括抗氧剂，可选择主抗氧剂与辅抗氧剂组成的化合物。如主抗氧剂为(β-3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙烯酸十八碳醇酯CASNO:2082-79-3；辅抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯CASNO:31570-04-4。此外，为提高产品的其他性能，还可以适应性地添加其它助剂，如着色剂和抗静电剂，紫外吸收剂等。经试验发现，阻燃剂与抗氧剂的加入均对PC材料的耐甲苯性能有负面影响，因此，还需要进行配方的合理设计以综合上述助剂带来的性能劣化。进一步优选，按重量百分比计，所述耐甲苯、耐热、阻燃PC材料的原料组成包括：所述PC基材的熔体流动速率为7～13g/10min；所述增韧剂选自EBA-GMA、EMA-GMA中的至少一种；所述润滑剂选自聚四氟乙烯。经试验发现，在上述优选的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，按重量百分比计，原料组成包括：

【技术特征摘要】
1.一种耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，按重量百分比计，原料组成包括：所述PC基材的熔体流动速率为7～18g/10min；所述增韧剂选自EMA、EBA、EBA-GMA、EMA-GMA中的至少一种；所述润滑剂选自聚四氟乙烯。2.根据权利要求1所述的耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，所述PC基材的熔体流动速率为7～13g/10min。3.根据权利要求1所述的耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，所述增韧剂选自EBA-GMA和/或EMA-GMA。4.根据权利要求1所述的耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，所述扩链剂选自含胺基基团扩链剂、含酸酐基团扩链剂、含唑啉基团扩链剂、含环氧活性基团扩链剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，所述阻燃剂选自溴系阻燃剂、磺酸盐类阻燃剂、硅系阻燃剂中的至少一种。6.根据权利要求1所述的耐甲苯、耐热、阻燃PC材料，其特征在于，所述其它助剂包括抗氧剂。7.根据权利要求1所述的耐甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国剑，黄瑞杰，王浩，姜小龙，叶文琼，陈晓敏，
申请(专利权)人：中广核俊尔新材料有限公司，中广核俊尔上海新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33