本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种高耐热阻燃透明材料。
背景技术：
：聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃V2级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。其主要分为防静电PC、导电PC、加纤防火PC、抗紫外线耐候PC、食品级PC、抗化学性PC。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，应用于光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品制造领域。随着技术的发展，市场对使用材料提出了更多的要求，如高耐热、较高流动性、透明、阻燃等；但目前市场上还没有相应的产品的报道。技术实现要素：本发明的目的是提供一种高耐热阻燃透明材料，即一种具有良好耐热、阻燃、透明等性能的合金材料，从而解决PC材料较低的流动性、阻燃改性后的低耐热性、合金改性后的不透明性。本发明的高耐热阻燃透明材料，其组成成分的重量百分配比如下：聚碳酸酯(PC)70-90％，透明聚苯乙烯(PS)5-20％，阻燃剂3-8％，界面增韧相容剂2-5％，润滑剂0.2-1％，抗氧剂0.2-1％。本发明中所用阻燃剂包括但不限于溴代三嗪、十溴二苯乙烷、四溴双酚A等。界面增韧相容剂，其包括但不限于马来酸酐接枝苯乙烯、苯乙烯和顺丁烯二酸酐无规共聚物、烯-丙烯酸甲酯共聚物、硅烷偶联剂等。本发明所用的润滑剂包括但不限于脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物及磷酸盐类。本发明所用抗氧剂包含但不限于芳香胺类抗氧剂(二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉等化合物及其衍生物)、受阻酚类抗氧剂、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯等。本发明的高耐热阻燃透明材料的制备方法，包括如下的步骤：1)将PC、PS、界面增韧相容剂加入混合机中低速(500转/min)混合3-5min，进行初步混合，然后将阻燃剂、抗氧剂、润滑剂等加入混合机中后高速(3000转/min)混合2-3min，进行混合、干燥、粉化处理；2)将步骤1)所得混合物加入到同向双螺杆挤出机挤出造粒，转速为300～400r/min，温度240～265℃，经水槽冷却后切粒包装。本发明的提供的高耐热阻燃透明合金，具有较高的流动性，提高了其加工性能。且本发明的合金材料的阻燃等级提至UL94V0，并且不会降低合金材料的透明度和耐热性。具体实施方式申请人在长期的研究中发现，PC材料本身存在加工温度较高、流动性差的缺点，为了解决这一问题，本发明从材料的选择、配比上进行了优化，并对制备方法进行了长期的研究，从而制成了PC材料和透明聚苯乙烯相容性及粘合性好，且界面粘合力提高的合金材料，从而促成了本发明。本发明所使用到的额测试标准及测试处理方法如下：材料拉伸样条尺寸按照GB/T1040标准执行，实测样条尺寸为：形状哑铃状，总长154mm，有效测试数据部分长80mm，宽10mm，厚度4mm。具体测试方法为：拉伸强度、断裂伸长率测试方法按照GB/T1040标准执行，拉伸速度50mm/min，标距为50mm。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，按照GB/T2918进行48小试状态调节。弯曲样条尺寸及测试方法按照GB/T9431标准执行，实测样条测试部分尺寸为：长80mm，宽10mm，厚度4mm。具体测试方法选用跨度64mm，下压速度2mm/min。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，按照GB/T2918进行48小试状态调节。缺口冲击强度测试样条尺寸及方法按照GB/T1843标准执行，实测样条尺寸为：长80mm，宽10mm，厚度4mm，A型缺口，缺口深度2mm，测试摆锤为5.5J。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，按照GB/T2918进行48小试状态调节。全光透过率测试试样尺寸及方法按照GB/T2410标准执行，圆片尺寸为：直径100mm，厚度3mm，选用雾度计法测试透光率。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，按照GB/T2918进行48小试状态调节。热变形测试样条及测试方法按照GB/T1634标准执行，实测样条尺寸为：长80mm，宽10mm，厚度4mm，砝码选择B法0.45MPa，挠度0.34，采用120℃/H的升温速度。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，按照GB/T2918进行48小试状态调节。阻燃测试试样按照UL94标准执行，实测样条尺寸为：长124mm，宽12.7mm，厚度3.2mm。在温度为23℃，湿度为50％的环境下，进行48小试状态调节。本发明的高耐热阻燃透明材料，其组成成分的重量百分配比如下：聚碳酸酯(PC)70-90％，透明聚苯乙烯(PS)5-20％，阻燃剂3-8％，界面增韧相容剂2-5％，润滑剂0.2-1％，抗氧剂0.2-1％，润滑剂0.5-1％。其中聚碳酸酯可采用不同黏度的聚碳酸酯，包括但不限于奇美PC-110、PC-122、PC-115、PC-175等。PS可选用不同级别透明聚苯乙烯，包括但不限于奇美PG-383、PG-33、PG-383M等。材料的制备方法如下：1)分别称取PC树脂、PS树脂、增韧相容剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂备用；2)将PC、PS、增韧相容剂加入高速搅拌机混合3min，再依次加入抗氧剂、阻燃剂和润滑剂混合5min；3)将步骤2)所得混合物加入到同向双螺杆挤出机挤出造粒，喂料速度300kg/H，转速为300～400r/min，温度230～270℃，后经水槽冷却后切粒制成耐高温阻燃透明材料。对制成的耐高温阻燃透明材料按相应标准进行拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、阻燃、透光率等指标的检测。下面结合实施例对本发明进行详细的描述。实施例1：申请人首先对制备耐高温阻燃透明材料的组分及配比进行了优化，本实施中给出了筛选过程中组分配比的几个典型代表(表1)表1：材料的组份重量配比表按照表1的配比，按照如下的方法来制备材料：1)将PC、PS、增韧相容剂加入高速搅拌机混合3min，再依次加入抗氧剂、阻燃剂和润滑剂混合5min；2)将步骤1)所得混合物加入到同向双螺杆挤出机挤出造粒，喂料速度300kg/H，主机转速为350r/min，温度区间1-2为230℃，温度区间3-4为250℃，温度区间为260℃，机头温度255℃，熔体温度255℃。经水槽冷却后切粒制成耐高温阻燃透明材料。制成的高耐热阻燃透明PC材料进行指标分析。材料测试性能数据如下表2：表2：实验组1-5的材料性能测试表结果表明，实施组4的配比制备出热变形较高、阻燃V0、透过率达83％的PC/PS合金材料。实施例2在实验组4的配比基础上，对本发明的材料的制备方法进行优化。1)分别称取PC-110树脂780g、PS(PG-33)树脂100g、增韧相容剂(SZ23110)树脂50g、阻燃剂(FR245)60g、抗氧剂(1076)2g、抗氧剂(168)2g、润滑剂(BDP)10g；2)将PC、PS、增韧相容剂加入高速搅拌机混合3min，再依次加入抗氧剂、阻燃剂和润滑剂混合5min；3)将步骤2)所得混合物加入到同向双螺杆挤出机喂料斗，然后按案例6-10设定喂料速度、主机转速、加工温度区间1-2、加工温度区间3-4、加工温度区间5-7、机头温度，并测试实际熔体温度。挤出料条经水槽冷却后切粒制成耐高温阻燃透明材料。具体案例使用工艺参数如下：表3：实施例6-10的加工工艺调整表工艺参数实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10喂料速度300kg/H300kg/H300kg/H300kg/H300kg/H主机转速300r/min350r/min400r/min350r/min350r/min温度区间1-2230℃230℃230℃230℃230℃温度区间3-4240℃240℃240℃250℃260℃温度区间5-7250℃250℃250℃260℃270℃机头温度245℃245℃245℃255℃265℃熔体温度245℃245℃245℃255℃265℃对制成的耐高温阻燃透明材料按相应标准进行拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、阻燃、透光率等指标的检测。表4：实施例6-10的材料性能测试表材料性能测试标准单位实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10拉伸强度GB/T1040MPa6060616061断裂伸长率GB/T1040％3535243522弯曲强度GB/T9431MPa9092959596弯曲模量GB/T9431MPa27202800292028802981IZOD缺口冲击强度GB/T1843KJ/m22830253122全光透过率3mmGB/T2410％8383838383热变形温度0.45MPaGB/T1634℃135136134138135熔体流动速率GB/T21060g/min2425252632阻燃等级UL94Class3.2mmV03.2mmV03.2mmV03.2mmV03.2mmV0以上数据，配方选择案例4，工艺参数选择案例9，本发明阻燃透明材料的缺口冲击强度达30KJ/m2，3.2mm的透光率达83％，热变形温度(0.45MPa)达138℃，熔体流动速率达26，阻燃等级V0。材料具有了高流动性(对比PC)，高冲击性、高耐热性(对比一般PC/PS合金)，高透明性(对比一般阻燃材料透光率≤35％)。综上所述，本发明的高耐热阻燃透明材料具有良好的力学性能、良好的阻燃性能和透明效果，可广泛用于有阻燃透明耐热要求的机械、电子、军工、医疗等领域。当前第1页1 2 3