一种环保高效阻燃聚碳酸酯/PET复合材料及其制备方法与流程

文档序号:11469745阅读:375来源:国知局

技术领域:

本发明涉及复合材料技术领域,具体的涉及一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。



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。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低,从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性,现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃bi级,在普通使用温度内都有良好的机械性能,加工性能好,不需要添加剂就具有ul94v-0级阻燃性能,pc主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性,耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样,pc容易受某些有机溶剂的浸浊。

pet是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽。耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有热塑性塑料中最大的韧性;电绝缘性能好,受温度影响小,但耐电晕性较差。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,吸湿性高,成型前的干燥是必须的。耐弱酸和有机溶剂,但不耐热水浸泡,不耐碱。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,耐热、耐高温性能优异,阻燃效果好,加工性能优异,尺寸稳定性好,且制备方法简单,无毒,有利于环境保护。

本发明的另一个目的是提供该环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯30-50份,pet20-40份,

二硫化钼1-2份,纳米氮化硼1-3份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵3.5-5份,

分散剂0.5-1.2份,抗氧剂0.8-1份,稳定剂1-1.8份。

作为上述技术方案的优选,一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯45份,pet28份,

二硫化钼1.5份,纳米氮化硼2份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵3.5份,

分散剂0.8份,抗氧剂1份,稳定剂1.2份。

作为上述技术方案的优选,所述聚碳酸酯是双酚a型芳香族聚碳酸酯。

作为上述技术方案的优选,所述二硫化钼的粒径大小50-80nm。

作为上述技术方案的优选,所述纳米氮化硼的粒径大小为10-20nm。

添加无机纳米粒子的大小直接影响其在聚合物中的分散性,从而影响制备复合材料的性能,纳米粒子粒径越小,其比表面积越大,与聚合物的接触面积越大,得到的复合材料韧性、强度越大,但是粒径越小越易团聚,需要寻找合适的分散剂。

作为上述技术方案的优选,所述分散剂为环氧树脂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种混合。

分散剂的选择对于无机纳米粒子的分散至关重要。

作为上述技术方案的优选,所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、亚磷酸酯、双十二碳醇酯中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选,所述稳定剂为硬脂酸、脂肪酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、脂肪酸锌、脂肪酸钙中的一种或多种混合。

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合20-30min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合5-10min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

作为上述技术方案的优选,步骤(2)中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速130-140r/min,温度:加料段225-240℃,压缩段240-250℃,均化段235-250℃,,口模230-240℃。

本发明具有以下有益效果:

本发明首先采用n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵对二硫化钼、纳米氮化硼进行表面修饰,增加了其与聚合物之间的相容性,制备的复合材料加工性能优异,由于聚碳酸酯本身具有很好的阻燃性能,即使没有添加阻燃剂,制备得到的复合材料就具有ul94v-0级阻燃性能;

二硫化钼、纳米氮化硼的添加制备的插层复合材料,使得复合材料韧性、强度大大增加,耐磨性好,且该复合材料制备方法简单,成本低。

具体实施方式:

为更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯30份,pet20份,

二硫化钼1份,纳米氮化硼1份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵3.5份,

分散剂0.5份,抗氧剂0.8份,稳定剂1份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合20min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合5min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速130r/min,温度:加料段225℃,压缩段240℃,均化段235℃,,口模230℃。

实施例2

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯50份,pet40份,

二硫化钼2份,纳米氮化硼3份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵5份,

分散剂1.2份,抗氧剂1份,稳定剂1.8份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合30min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合10min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速140r/min,温度:加料段240℃,压缩段250℃,均化段250℃,,口模240℃。

实施例3

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯35份,pet25份,

二硫化钼1.2份,纳米氮化硼1.5份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵3.8份,

分散剂0.7份,抗氧剂0.85份,稳定剂1.2份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合22min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合6min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速132r/min,温度:加料段228℃,压缩段242℃,均化段238℃,,口模232℃。

实施例4

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯38份,pet30份,

二硫化钼1.4份,纳米氮化硼1.8份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵4份,

分散剂0.9份,抗氧剂0.9份,稳定剂1.4份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合24min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合7min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速134r/min,温度:加料段230℃,压缩段244℃,均化段240℃,,口模234℃。

实施例5

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯45份,pet35份,

二硫化钼1.6份,纳米氮化硼2份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵4.5份,

分散剂1.1份,抗氧剂0.95份,稳定剂1.6份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合26min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合8min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速136r/min,温度:加料段235℃,压缩段246℃,均化段245℃,,口模236℃。

实施例6

一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料,以重量份计,包括以下组分:

聚碳酸酯48份,pet45份,

二硫化钼1.8份,纳米氮化硼2.8份,

n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵4.8份,

分散剂1.2份,抗氧剂0.98份,稳定剂1.7份。

其制备方法包括以下步骤:

(1)将二硫化钼、纳米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯苄基氯化铵加入到高速捏合机中,在180℃下,捏合28min;继续加入聚碳酸酯、pet、分散剂、抗氧剂和稳定剂,捏合9min,得到混合物料;

(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒,烘干,得到环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料。

其中,所述挤出造粒的工艺条件为:螺杆转速138r/min,温度:加料段238℃,压缩段248℃,均化段248℃,,口模238℃。

下面对本发明提供的复合材料进行性能测试。

(1)力学性能

测试用标准样条由xlb-d300×300mm平板硫化压机制备,硫化温度180℃,硫化压力1.25mpa。

性能测试如表1所示:

表1

从表1来看,本发明提供的复合材料抗冲击性能优异,耐磨,耐热性好。

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