无机纳米阻燃改性pc及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种无机纳米阻燃改性PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂70%～85%、无机纳米阻燃剂10%～20%、阻燃增效剂0.1%～2%、偶联剂0.5%～2%、增容剂2%～6%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～2%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用无机纳米阻燃剂与阻燃增效剂并用和对PC协同阻燃改性作用，大大提高了材料的阻燃能效，使其阻燃性能达到UL94V-0级的要求，同时还提高了PC的冲击强度、刚度和耐热性能，降低了成本。
【专利说明】无机纳米阻燃改性PC及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，具体地说是一种无机纳米阻燃改性PC及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚碳酸酯(PC)具有突出的冲击性能、透明性、尺寸稳定性，优良的力学性能和电性能，较高的玻璃化转变温度(140°c?150°0、热变形温度(1321:?138°C)，以及较宽的使用温度范围(_60°C?120°C)广泛应用于电子电气、建筑、包装、医疗器械、光学仪器、交通运输等领域，并迅速向航空、航天、计算机等领域发展。PC的阻燃性(氧指数为21%?24%，阻燃性能达到UL94 V-2级)虽然优于普通的热塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等)，但仍难以满足某些应用领域对阻燃性能的要求，因此须对PC进行阻燃改性。随着纳米技术的发展，纳米材料被认为是21世纪最有前途的材料，并已经成为世界性的研究热潮，因此在PC中添加无机纳米阻燃剂改性颇具实用价值，但由于无机纳米阻燃剂在燃烧过程中不能降低热量的释放量，使材料难以自熄，因此无机纳米阻燃剂在PC中单独使用很难达到预想的阻燃效果O
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的不足，本发明提供一种具有良好阻燃性能和增强效果、且成本低廉的无机纳米阻燃改性PC及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:无机纳米阻燃改性PC，其组分按质量百分数配比为:PC树脂70%?85%、无机纳米阻燃剂10%?20%、阻燃增效剂0.1%?2%、偶联剂0.5%?2%、增容剂2%?6%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?2%。
[0005]所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000?40000g/mol。
[0006]所述的无机纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁或纳米氢氧化铝。
[0007]所述的阻燃增效剂为对甲基磺酸钠(NATS)。
[0008]所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
[0009]所述的增容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)。
[0010]所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物。
[0011]所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0012]上述的无机纳米阻燃改性PC的制备方法，包括以下步骤:
(1)、将PC树脂在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，无机纳米阻燃剂在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用；
(2)、按重量配比称取干燥的无机纳米阻燃剂和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100°C?120°C温度下搅拌10?60分钟，得到表面活化处理的无机纳米阻燃剂，然后冷却至低于40°C出料，待用；
(3)、按重量配比称取干燥的PC树脂加入高速混合机中，同时加入步骤(2)得到的表面活化处理的无机纳米阻燃剂，搅拌3?5分钟，再加入按重量配比称取的阻燃增效剂、增容齐U、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5?30分钟，使充分混合均匀后出料；
(4)、将步骤(2)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?280°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃改性PC。
[0013]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用无机纳米阻燃剂与阻燃增效剂并用和对PC协同阻燃改性作用，大大提高了材料的阻燃能效，使其阻燃性能达到UL94V-O级的要求，同时还提高了 PC的冲击强度、刚度和耐热性能，降低了成本。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种无机纳米阻燃改性PC，其组分按质量百分数配比为:PC树脂78%、纳米氢氧化镁15%、对甲基磺酸钠(NATS) 1%、钛酸酯偶联剂1.5%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)3%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)L 2%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000?40000g/mol。
[0016]制备方法:(I)、将PC树脂在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，纳米氢氧化镁在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用；(2)、按重量配比称取干燥的纳米氢氧化镁和钛酸酯偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100°C?120°C温度下搅拌10?60分钟，得到表面活化处理的纳米氢氧化镁，然后冷却至低于40°C出料，待用；(3)、按重量配比称取干燥的PC树脂加入高速混合机中，同时加入步骤(2)得到的表面活化处理的纳米氢氧化镁，搅拌3?5分钟，再加入按重量配比称取的对甲基磺酸钠(NATS)、钛酸酯偶联剂、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，继续搅拌5?30分钟，使充分混合均匀后出料；
(4)、将步骤(2)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?280°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃改性PC。
[0017]实施例2:
一种无机纳米阻燃改性PC，其组分按质量百分数配比为:PC树脂85%、纳米氢氧化铝10%、对甲基磺酸钠(NATS) 0.5%、铝钛复合偶联剂1%、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)2%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)L 2%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000?40000g/mol。
[0018]制备方法:(I)、将PC树脂在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，纳米氢氧化铝在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用；(2)、按重量配比称取干燥的纳米氢氧化铝和铝钛复合偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100°C?120°C温度下搅拌10?60分钟，得到表面活化处理的纳米氢氧化铝，然后冷却至低于40°C出料，待用；(3)、按重量配比称取干燥的PC树脂加入高速混合机中，同时加入步骤(2)得到的表面活化处理的纳米氢氧化镁，搅拌3?5分钟，再加入按重量配比称取的对甲基磺酸钠(NATS)、钛酸酯偶联剂、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量I:2比例的复配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，继续搅拌5?30分钟，使充分混合均匀后出料；(4)、将步骤(2)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?280°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃改性PC。
【权利要求】
1.一种无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:PC树脂70%?85%、无机纳米阻燃剂10%?20%、阻燃增效剂0.1%?2%、偶联剂0.5%?2%、增容剂2%?6%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?2%。
2.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的无机纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁或纳米氢氧化铝。
3.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的阻燃增效剂为对甲基磺酸钠(NATS)。
4.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。
5.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的增容剂为甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)。
6.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物。
7.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC，其特征在于，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
8.根据权利要求1所述的无机纳米阻燃改性PC的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、将PC树脂在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，无机纳米阻燃剂在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用； (2)、按重量配比称取干燥的无机纳米阻燃剂和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100°C?120°C温度下搅拌10?60分钟，得到表面活化处理的无机纳米阻燃剂，然后冷却至低于40°C出料，待用； (3)、按重量配比称取干燥的PC树脂加入高速混合机中，同时加入步骤(2)得到的表面活化处理的无机纳米阻燃剂，搅拌3?5分钟，再加入按重量配比称取的阻燃增效剂、增容齐U、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5?30分钟，使充分混合均匀后出料； (4)、将步骤(2)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?280°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃改性PC。
【文档编号】C08K5/42GK104419165SQ201310397402
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】不公告发明人 申请人:青岛欣展塑胶有限公司