納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯及其制備方法。本發(fā)明的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚碳酸酯60%～85%、納米碳纖維5%～15%、納米阻燃劑10%～15%、有機(jī)硅阻燃劑4%～8%、偶聯(lián)劑0.5%～2%、相容劑1%～3%、抗氧劑0.1%～1%、潤(rùn)滑劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制得的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，具有強(qiáng)度高、剛性好、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn)，而且還具有阻燃效率高和可達(dá)UL94V-0級(jí)阻燃性能，其加工性好，電性能優(yōu)良和耐溫耐腐性強(qiáng)，在汽車、化工、機(jī)械、電氣、建筑等領(lǐng)域作為高性能結(jié)構(gòu)材料具有非常廣泛應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊性能，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，能在較高的溫度范圍內(nèi)保持較高的力學(xué)強(qiáng)度，無(wú)毒，介電性能優(yōu)良，是近年來(lái)增長(zhǎng)迅速最快和產(chǎn)能規(guī)模最大的工程塑料。雖然純氧指數(shù)在21%?24%而具有一定的阻燃性，但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)阻燃性能的要求越來(lái)越高，本身的阻燃性顯露不足，為了適應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展和市場(chǎng)需求，對(duì)？進(jìn)行阻燃改性是很有必要的。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米技術(shù)作為一門最具有市場(chǎng)應(yīng)用潛力的新興科學(xué)技術(shù)，正成為了各國(guó)科技界所關(guān)注的焦點(diǎn)。納米技術(shù)包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測(cè)量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。納米材料具有一定的獨(dú)特性，而且納米材料被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的材料，并已經(jīng)成為世界性的研究熱潮。因此對(duì)聚碳酸酯進(jìn)行納米材料改性頗具實(shí)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯60%?85%、納米碳纖維5%?15%、納米阻燃劑10%?15%、有機(jī)硅阻燃劑4%?8%、偶聯(lián)劑0.5%?2%、相容劑1%?3%、抗氧劑0.1%?1%、潤(rùn)滑劑0.1% ?1%。
[0005]所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，其處理工藝為將納米碳纖維置入真空度為1?0.2臟取、輸入電壓為22(^的氧(00等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維。
[0006]所述的納米阻燃劑為納米氫氧化鎂。
[0007]所述的有機(jī)硅阻燃劑為聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚倍半硅氧烷中的一種。
[0008]所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。
[0009]所述的相容劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(“幻或苯乙烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物(3嫩
[0010]所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
[0011]所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(？218 )。
[0012]上述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟:
(丄)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于1101?1301溫度下干燥3?4小時(shí)，納米阻燃劑在801?1201下干燥30?45分鐘，待用；
(之)、納米碳纖維表面氧((?)等離子體處理:將納米碳纖維置入真空度為1?0.輸入電壓為2207的氧((?)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧((?)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，并烘干后待用；
(3).按重量配比稱取干燥的納米阻燃劑和偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)丨分鐘的高速混合機(jī)中，于801?1201溫度下攪拌10?30分鐘，使均勻分散，然后冷卻至低于401，得到表面活化處理的納米阻燃劑，出料待用；
(4 )、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2 )得到的表面經(jīng)氧(02)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，加入高速混合機(jī)中，攪拌3?5分鐘，然后加入步驟(3)表面活化處理的納米阻燃劑，再加入按重量配比稱取的有機(jī)硅阻燃劑、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑，繼續(xù)攪拌5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；
(巧)、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在2401?2601下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得本發(fā)明的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制得的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，具有強(qiáng)度高、剛性好、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn)，而且還具有阻燃效率高和可達(dá)見9410級(jí)阻燃性能，其加工性好，電性能優(yōu)良和耐溫耐腐性強(qiáng)，在汽車、化工、機(jī)械、電氣、建筑等領(lǐng)域作為高性能結(jié)構(gòu)材料具有非常廣泛應(yīng)用前景。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]實(shí)施例1:
一種聚碳酸酯71%、納米碳纖維10%、納米氫氧化鎂10%、聚二甲基硅氧烷5%、鈦酸酯偶聯(lián)劑1%、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(“幻2%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.4%、季戊四醇硬脂酸酯(9213) 0.6%。其中，所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧((?)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，其處理工藝為將納米碳纖維置入真空度為1?0.2臟取、輸入電壓為220乂的氧((?)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維。
[0016]制備方法“0、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于1101?1301溫度下干燥3?4小時(shí)，納米氫氧化鎂在801?1201下干燥30?45分鐘，待用；0、納米碳纖維表面氧((?)等離子體處理:將納米碳纖維置入真空度為1?0.2臟取、輸入電壓為2207的氧((?)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧((?)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，并烘干后待用；(3^按重量配比稱取干燥的納米氫氧化鎂和鈦酸酯偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中，于801?1201溫度下攪拌10?30分鐘，使均勻分散，然后冷卻至低于401，得到表面活化處理的納米氫氧化鎂，出料待用按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，加入高速混合機(jī)中，攪拌3?5分鐘，然后加入步驟
(3)表面活化處理的納米氫氧化鎂，再加入按重量配比稱取的聚二甲基硅氧烷、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(“幻、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯$￡13)，繼續(xù)攪拌5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；0、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在2401?2601下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得本發(fā)明的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯。
[0017]實(shí)施例2:
一種納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯67%、納米碳纖維15%、納米氫氧化鎂10%、聚甲基苯基硅氧烷4%、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑1.5%、苯乙烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物(3嫩)1.5%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.5%、季戊四醇硬脂酸酯$￡13) 0.5%。其中，所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧((?)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，其處理工藝為將納米碳纖維置入真空度為1?0.2！^！^、輸入電壓為2207的氧((?)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧((?)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維。
[0018]制備方法“0、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于1101?1301溫度下干燥3?4小時(shí)，納米氫氧化鎂在801?1201下干燥30?45分鐘，待用；0、納米碳纖維表面氧((?)等離子體處理:將納米碳纖維置入真空度為1?0.2臟取、輸入電壓為2207的氧((?)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，并烘干后待用；(3^按重量配比稱取干燥的納米氫氧化鎂和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中，于801?1201溫度下攪拌10?30分鐘，使均勻分散，然后冷卻至低于401，得到表面活化處理的納米氫氧化鎂，出料待用按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面經(jīng)氧(00等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，加入高速混合機(jī)中，攪拌3?5分鐘，然后加入步驟
(3)表面活化處理的納米氫氧化鎂，再加入按重量配比稱取的聚甲基苯基硅氧烷、苯乙烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物(3嫩?、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯$￡13)，繼續(xù)攪拌5?30分鐘，使充分混合均勻后出料45),將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在2401?2601下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得本發(fā)明的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯。
【權(quán)利要求】
1.一種納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯60%?85%、納米碳纖維5%?15%、納米阻燃劑10%?15%、有機(jī)硅阻燃劑4%?8%、偶聯(lián)劑0.5%?2%、相容劑1%?3%、抗氧劑0.1%?1%、潤(rùn)滑劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧(O2)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，其處理工藝為將納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧(O2)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的納米阻燃劑為納米氫氧化鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的有機(jī)硅阻燃劑為聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚倍半硅氧烷中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的相容劑為苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(SAG)或苯乙烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，納米阻燃劑在80°C?120°C下干燥30?45分鐘，待用； (2)、納米碳纖維表面氧(O2)等離子體處理:將納米碳纖維置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧(O2)等離子體的箱內(nèi)，處理2?5分鐘，再在干燥空氣中暴露15?30分鐘，即得到表面經(jīng)氧(O2)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，并烘干后待用； (3)、按重量配比稱取干燥的納米阻燃劑和偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機(jī)中，于80°C?120°C溫度下攪拌10?30分鐘，使均勻分散，然后冷卻至低于40°C，得到表面活化處理的納米阻燃劑，出料待用； (4 )、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2 )得到的表面經(jīng)氧(O2)等離子體處理過(guò)的納米碳纖維，加入高速混合機(jī)中，攪拌3?5分鐘，然后加入步驟(3)表面活化處理的納米阻燃劑，再加入按重量配比稱取的有機(jī)硅阻燃劑、相容劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑，繼續(xù)攪拌5?30分鐘，使充分混合均勻后出料； (5)、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得本發(fā)明的納米級(jí)阻燃增強(qiáng)聚碳酸酯。
【文檔編號(hào)】C08K7/06GK104341759SQ201310324623
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】張正, 付宏海 申請(qǐng)人:青島欣展塑膠有限公司