專利名稱：高透明阻燃聚碳酸酯和聚碳酸酯/聚苯乙烯合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高透明阻燃PC和PC／PS合金及其制備方法，能適用于那些對(duì)透明度和阻燃要求高，使用環(huán)境惡劣的應(yīng)用領(lǐng)域，如電子電器、醫(yī)療器械、軍工等。
普通聚碳酸酯樹脂(PC)是一種優(yōu)良的工程塑料，不僅具有突出的沖擊強(qiáng)度和耐蠕變性，較高的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，而且具有良好的透光性，其折光率為1．584，對(duì)可見光的透過率可達(dá)90％以上(李勇進(jìn)等，塑料，1，27，1998．)。由于聚碳酸酯的優(yōu)良性能，所以被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)的零配件、電子電器產(chǎn)品的外殼和傳動(dòng)件、軍工和醫(yī)療等領(lǐng)域。聚碳酸酯樹脂本身的阻燃等級(jí)能達(dá)到UL94 V-2標(biāo)準(zhǔn)，但是由于聚碳酸酯的特定使用場(chǎng)合均需要有更高的阻燃性，一般均要求達(dá)到UL94 V-0標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又要求兼顧高透明性，這就為聚碳酸酯的改性提出了很高的要求。聚碳酸酯(PC)樹脂的加工溫度較高(對(duì)大型注塑件來說，其加工溫度在270℃以上)，現(xiàn)在國(guó)外用鹵代雙酚A合成具有UL94 V-0標(biāo)準(zhǔn)的透明阻燃聚碳酸酯，其加工溫度更高，達(dá)到340℃以上。在這樣高的加工溫度下，有些阻燃劑雖能不影響聚碳酸酯透明度但均有不同程度的分解，對(duì)于透明度要求很高的制件是不能允許的。本發(fā)明從降低聚合物加工溫度和提高阻燃劑的熱分解溫度兩個(gè)方面入手，提供了一種新的能克服以上缺點(diǎn)的耐熱高透明阻燃聚碳酸酯復(fù)合物。
同時(shí)，由于聚碳酸酯的市場(chǎng)價(jià)格偏高，于是需要尋求一種相對(duì)比較廉價(jià)的材料，在不影響聚碳酸酯透明度的基礎(chǔ)上與之制備成塑料合金，達(dá)到降低材料成本的目的。本發(fā)明選擇廉價(jià)的PS樹脂來制備合金是出于兩個(gè)方面的考慮
1、PS樹脂的透光率達(dá)到80％以上，且其折光率和PC樹脂相同，兩種材料共混不會(huì)影響PC樹脂的透光率。
2、PC-PS體系屬于部分相容體系(Liang Wenzhong，PolymerDegradation and Stability．31，353，1991．)，二相界面有互容中間層，使二相之間有良好的粘合力，可以使PC／PS合金互相彌補(bǔ)缺點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)良性能。
本發(fā)明提供的高透明阻燃PC／PS合金不僅保留了PC樹脂的透明度和優(yōu)良性能，而且也降低了材料成本和增加了PC樹脂的流動(dòng)性，提高了其加工性能。因此，制備能達(dá)到UL94 V-0標(biāo)準(zhǔn)的高透明阻燃聚碳酸酯及其合金具有重要的實(shí)用意義。
本發(fā)明采用不同型號(hào)不同分子量的聚碳酸酯(PC)和與聚碳酸酯折光率相同的透明聚苯乙烯(PS)來驗(yàn)證多種阻燃劑的阻燃效果和對(duì)材料的物理性能、透明度的影響，找到一種理想的高透明阻燃的聚碳酸酯(PC)和幾種滿足不同阻燃級(jí)別的PC／PS合金。添加復(fù)合型的光、熱穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑也能在一定程度上提高聚碳酸酯在加工過程和應(yīng)用環(huán)境中的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金的制備方法為將樹脂、阻燃劑、其它組分和色粉(可以加入按不同顏色要求而配制的透明色粉)按一定的步驟在高速攪拌下充分混合，由精密計(jì)量的送料裝置送入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切和混煉下，物料得以充分的熔化、復(fù)合，再經(jīng)過擠出、拉條、冷卻、切粒，最后包裝成成品。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金采用不同型號(hào)不同粘度的聚碳酸酯樹脂(PC)，包括日本帝人化成公司的高粘度K-1300，中粘度L-1250Y，日本出光石油化學(xué)公司的低粘度IR-2200，以及陶氏化學(xué)公司不同熔體指數(shù)的201-8、201-10、201-15等。不同粘度不同熔體指數(shù)的聚碳酸酯樹脂(PC)有不同的加工成型條件，可以按要求選用，一般低粘度高熔體指數(shù)的樹脂更有利于成型加工。一般聚碳酸酯樹脂(PC)的透光率均在80％以上，應(yīng)能達(dá)到高透明的要求。對(duì)于高透明阻燃PC／PS合金中的PS樹脂，本發(fā)明要求選用可耐受較高加工溫度、透明度高且無黑點(diǎn)的樹脂。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金中的阻燃劑在本發(fā)明中非常重要，既要求該阻燃劑不能影響聚碳酸酯樹脂的透明度，而且還要耐受高溫而不發(fā)生分解。同時(shí)，由于要保持材料的高透明性，在阻燃劑的配成中不能加入增效劑，因此要求阻燃劑的阻燃能力是高效。本發(fā)明篩選出幾種不同類別的阻燃劑以色列死海溴公司的F-2400、F-2300、F-1025、F-1808等，磷酸酯類阻燃劑BPP、TPP，美國(guó)雅寶公司的DBDPO等。其中F-2400，F(xiàn)-2300、F-1025、F-1808對(duì)材料性能影響較小，但用量增加會(huì)影響材料透明度，其中F-1808略帶黃色。BPP和DBDPO對(duì)材料的透明度基本無影響，但是DBDPO高溫加工時(shí)易分解變色。本發(fā)明選用磷酸酯類阻燃劑為主阻燃劑，配合其它助阻燃劑使用能達(dá)到滿意的效果。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金中的復(fù)合光熱穩(wěn)定劑的加入主要是防止聚碳酸酯樹脂在高溫加工過程及以后的使用環(huán)境中盡量不發(fā)生光熱分解，提高其穩(wěn)定性。本發(fā)明使用的穩(wěn)定劑主要包括烷基化單酚、烷基化多酚、硫代二丙酸二月桂酯、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯、堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽、受阻酚、羥基苯并三唑、肉桂酸酯和／或這些化合物的混合物。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金中的偶聯(lián)劑主要是為了改善樹脂和阻燃劑、樹脂與樹脂之間的相容性，主要為硅烷偶聯(lián)劑，也可以用硅烷偶聯(lián)劑和／或鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑的混合物。
本發(fā)明的高透明阻燃聚碳酸酯和PC／PS合金中的其它加工助劑為脂肪酸酰胺、脂肪酸類復(fù)合物、硅油、白礦油、聚硅酮類復(fù)合物等?？梢杂行Ц纳聘鹘M分的分散性，降低界面黏附，以利于加工成型。
本發(fā)明由下面實(shí)施例驗(yàn)證。實(shí)施例具體的操作步驟為1．將PC樹脂、PS樹脂、阻燃劑、復(fù)合光熱穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑和加工助劑在高速混料機(jī)中按一定加料順序混合均勻。
2．將上面已經(jīng)混好的物料由精密計(jì)量的喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)中，在擠出機(jī)的螺筒中，物料被螺桿高速剪切和混煉，經(jīng)機(jī)頭擠出、拉條、冷卻、造粒和包裝。
本發(fā)明提供的復(fù)合物，其制備方法中的螺筒各分區(qū)溫度應(yīng)保持在240℃～280℃之間。
實(shí)施例
權(quán)利要求
1.一種高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金，其特征組成(重量份數(shù))為聚碳酸酯樹脂100，復(fù)合阻燃劑5～20，光熱穩(wěn)定劑0．2～2，偶聯(lián)劑0．2～1，加工助劑1～5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金，其中所述的復(fù)合阻燃劑為鹵代環(huán)氧樹脂類阻燃劑，磷酸酯類阻燃劑，鹵代芳香烴類阻燃劑以及十溴二苯醚和／或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金，其中所述的光熱穩(wěn)定劑為烷基化單酚、烷基化多酚、硫代二丙酸二月桂酯、亞磷酸二苯酯、亞磷酸三苯酯、堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽、受阻酚、羥基苯并三唑、肉桂酸酯和／或這些化合物的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金，其中所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑和／或這些偶聯(lián)劑的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金，其中所述的加工助劑為脂肪酸酰胺、脂肪酸類復(fù)合物、硅油、白礦油、聚硅酮類復(fù)合物和／或這些復(fù)合物的混合物。
6.制備權(quán)利要求1所述的高透明阻燃聚碳酸酯和碳酸酯／聚苯乙烯合金的方法，該方法包括將聚碳酸酯樹脂、復(fù)合阻燃劑、光熱穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑和加工助劑在高速攪拌下充分混合，然后由精密計(jì)量的送料裝置送入雙螺桿擠出機(jī)中，在螺桿的高速剪切、混煉和輸送下，物料由機(jī)頭擠出、冷卻、切粒和包裝。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高透明阻燃聚碳酸酯和聚碳酸酯/聚苯乙烯合金及其制備方法。所述復(fù)合物不僅保留了普通聚碳酸酯樹脂的高透明度,同時(shí)也具有普通聚碳酸酯樹脂所不具有的高阻燃性和易加工成型性。本發(fā)明所述復(fù)合物主要由聚碳酸酯樹脂、透明聚苯乙烯樹脂、阻燃劑、光熱穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑和其它加工助劑按一定的配比經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)加工而成,可以在電子電器、醫(yī)療器械、軍工等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08L69/00GK1288022SQ0012468
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月28日
發(fā)明者劉思楊, 聶德林, 張振廣, 宋子明, 袁志敏 申請(qǐng)人:廣州金發(fā)科技發(fā)展有限公司