一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术的复合材料包括以下重量百分比的组分：聚碳酸酯29.05～69.45％、芴基聚酯30～70.3％、阻燃剂0.04～0.4％、抗氧剂0.1～0.3％，所述芴基聚酯为主链至少含有一个芴基基团的芳香族聚酯树脂；本发明专利技术的聚碳酸酯复合材料耐低温冲击、透明度高、阻燃效果好、双折射率低。

A kind of polycarbonate composite with low temperature impact resistance and high permeability and flame retardant and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是一种具有抗高冲击、耐热、透明、V2阻燃性能的工程塑料，具有优异的综合性能，被广泛应用到电子、电器、汽车、轨道交通、计算机、机械制造等
但聚碳酸酯材料分子结构刚性大，加工不易，容易出现应力开裂，在低温下冲击性能会急剧下降，并且未经改性的聚碳酸酯的阻燃级别是V2，无法满足V0级别阻燃要求的应用场景；而且现有的透明阻燃聚碳酸酯技术中存在透光率、机械性能、加工性能以及阻燃性能难以调和和兼顾的问题。现有技术中获得透明阻燃聚碳酸酯的方法主要有两种：第一种是对纯聚碳酸酯进行改性，第二种是对聚碳酸酯和其它高分子材料的复合材料进行改性。前者往往能兼顾改性后材料的透明性和阻燃性，但无法实现材料的耐低温冲击性能；后者虽然能兼顾改性后材料的透明性、阻燃性及一些特殊性能，但透明性往往达不到高透。另外，聚碳酸酯分子链中含量大量的苯环结构，导致其具有较高的双折射率，影响材料的光学性能。为避免聚碳酸酯的定向双折射缺陷，一般可以采用低分子聚碳酸酯，如采用熔融指数70g/10min的超低分子聚碳酸酯来制备CD和唱片，但这种低分子聚碳酸酯的抗冲击强度和耐热性极差，会导致产品脆且不耐热。中国专利技术专利公开文本CN103602052A公开了一种透明阻燃PC材料及其制备方法，所述材料由94.3～98.8份PC树脂、0.2～0.5份主阻燃剂、0.2～2.0份协效阻燃剂、0.2～1.0份主抗氧剂、0.2～1.0份辅助抗氧剂、0.2～0.6份紫外线吸收剂和0.2～0.6份UV-770光猝灭剂组成，所述主阻燃剂为苯磺酰基苯磺酸钾或全氟丁基磺酸钾，协效阻燃剂为烷基硅烷(亚)磷酸盐。该专利通过主阻燃剂和协效阻燃剂的协同作用，极少的添加量就可以达到1.2mmV0阻燃，且透光率在83～88％之间，可见该方法还是导致原生PC的透光率有所下降，且PC的耐低温冲击未得到改善。中国专利技术专利公开文本CN104403293A公开了一种透明无卤阻燃聚碳酸酯树脂及其制备方法，所述材料由98.4～99.75％的阻燃母粒，0.05～0.6％的阻燃剂，0.1～0.5％的抗氧剂和0.1～0.5％的润滑剂组成，所述阻燃母粒由89.7～97.7％的聚碳酸酯，1～10％的阻燃剂，0.1～1％的抗氧剂和0.1～1％的润滑剂挤出造粒制备，所述阻燃剂为全苯基丁基磺酸钾。该专利申请文本记载的方法制备工艺简单，无需复杂的阶梯控温步骤，所得产品具有透明、阻燃的特性，然而其实施例中1.6mm板的透光率为80.7～86.7％；所以该方法也降低了PC的透光率，且也未对PC的耐低温冲击进行改善。中国专利技术专利公开文本CN106009038A公开了一种无卤含磷阻燃剂、阻燃透明聚碳酸酯材料及制备和应用，所述无卤含磷阻燃剂是将双P-C键桥链的DOPD衍生物与纳米二氧化硅或纳米硅溶液通过溶液共混或超临界二氧化碳共混法制备而得，双P-C键桥链的DOPD衍生物结构式为其中R1为C6～C18的芳基(苯乙基、萘乙基、对苯乙基、苯丙基等)。CN106009038A记载的方法有效解决了膦酸酯不易与高分子材料相容的问题，同时引入阻燃元素磷与硅，提高了阻燃性能，并且不影响PC树脂的透明性。根据其实施例数据显示，虽然该新型阻燃剂的使用能够获得兼具阻燃性和透明性的PC改性材料，但其透光率数据没有明确给出检测厚度，所以无法判定阻燃剂对于材料透光率的影响，且也未解决PC材料的耐低温冲击问题。中国专利技术专利公开文本CN107163537A公开了一种透明抗划伤抗静电阻燃聚碳酸酯复合材料，所述材料由200～400份硅氧烷共聚PC树脂、335～760份DMBPC-PC共聚物、5～50份有机硅类增韧剂、10～100份纳米防划伤复合材料、10～50份阻燃剂、10～50份抗静电剂、5～15份助剂组成；通过硅氧烷共聚PC、DMBPC-PC共聚物、纳米防划伤复合材料的复合使用，材料表面硬度可达2H，且具有低温冲击性能；但根据其实施例数据，1mm厚材料的透光率在70～83％，比PC下降了将近10～20％，这是由于过多的助剂加入导致。专利技术专利公开文本CN106633762A、CN103788610A、CN103724972A公开的也是以聚碳酸酯和硅氧烷共聚聚碳酸酯为复合基，通过添加各类助剂，制备功能性透明阻燃聚碳酸酯复合材料，但也都具有和CN107163537A相同的问题。中国专利技术专利公开文本CN106995603A公开了一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料及其制备办法和在液晶材料制备中的应用，所述材料由40～60％聚碳酸酯、30～40％脂环族聚酰亚胺、1～5％苯并噁嗪树脂、1～5％聚硅氧烷、2～15％玻璃纤维、0.1～3％抗氧剂和0.5～2％加工助剂组成，其通过脂环族聚酰亚胺与聚碳酸酯配合，协同增强了材料的透明度，其实施例公开的改性PC材料透光率可达到90％以上，但因玻璃纤维的加入，材料的冲击性能大大降低，缺口冲击强度只有5.8～8.0KJ/m2。中国专利技术专利公开文本CN102964793A公开了一种高硬度高透明高流动PC合金及其制备方法，所述材料由80～95份PC树脂、10～20份PS树脂、6～10份透明增韧剂、1～5份SMA无规共聚物、0.06～0.1份透明PC无卤阻燃剂、0.2～2份主抗氧化剂、0.2～2份辅助抗氧化剂、0.2～1份硅烷偶联剂组成，或者由80～95份PC树脂、6～10份透明增韧剂、10～20份SMA无规共聚物，0.06～0.1份透明PC无卤阻燃剂、0.2～2份主抗氧化剂、0.2～2份辅助抗氧化剂、0.2～1份硅烷偶联剂组成，具有制备方法简单、工艺操作易于实现、成本低等优点，但该材料因PS树脂和SMA无规共聚物的加入，导致最终产品的缺口冲击强度非常低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中对纯透明聚碳酸酯进行改性所得的材料一般无法承受低温冲击、对聚碳酸酯和其它高分子材料的复合材料进行改性所得的材料的透明度会大大下降、以及聚碳酸酯双折射率高的问题，提出了一种兼具耐低温冲击、高透明度、阻燃效果好、双折射率低的聚碳酸酯复合材料。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，所述耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料包括如下重量百分比的原料组分：所述芴基聚酯为主链至少含有一个芴基基团的芳香族聚酯树脂。作为优选，所述聚碳酸酯为双酚A型芳香族聚碳酸酯树脂，相对分子量为10000～40000。进一步优选，所述聚碳酸酯的相对分子量为20000～30000。聚碳酸酯的性能与其分子量的高低直接相关，分子量低，聚碳酸酯的流动性高，强度、抗冲击、耐热性能低，分子量高，聚碳酸酯的流动性低，强度、抗冲击、耐热性能高；本专利技术将聚碳酸酯的分子量控制在适宜范围内，从而保证加工过程中材料的流动性，避免因流动性能差而难以加工，并同时保证最终材料具有较高的强度、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料包括如下重量百分比的原料组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料包括如下重量百分比的原料组分：



所述芴基聚酯为主链至少含有一个芴基基团的芳香族聚酯树脂。


2.根据权利要求1所述的耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料的原料组分还包括0.1～1.0％重量百分比的改性蒙脱土纳米材料，所述改性蒙脱土纳米材料为采用季鏻盐对蒙脱土进行改性制得。


3.根据权利要求2所述的耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述季鏻盐为三苯基甲基溴化鏻、三苯基乙基溴化鏻、三苯基丙基溴化鏻等季鏻盐或三苯基丁基溴化磷。


4.根据权利要求2或3所述的耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述改性蒙脱土纳米材料的制备方法为：将蒙脱土分散在去离子水中形成蒙脱土悬浮液，将季鏻盐溶于去离子水中形成季鏻盐溶液，将季鏻盐溶液滴加到蒙脱土悬浮液中，在70℃～90℃搅拌反应1.5h～2.5h，得到改性反应液，然后将改性反应液进行过滤、洗涤、干燥、研磨为粉末。


5.根据权利要求4所述的耐低温冲击高透阻燃聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述蒙脱土悬浮液的制备方法为：将蒙脱土和去离子水按照固液比(0.8～1.2)g/100ml的配比混合，在室温超声振荡0.5h～1.5h，形成预混液，然后将预混液和去离子水按照1:(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑波，徐禄波，王旭，范方虹，
申请(专利权)人：宁波坚锋新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33