本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金及其在制造墙面开关中的应用。
背景技术：
聚碳酸酯(简称pc)是一种热塑性的非结晶工程塑料，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有优良的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性及抗污染性，是建筑行业、墙面开关等的最佳选择，但是由于pc本身的硬度不是很高，导致在生产、装配过程中极易被工具或指甲划伤，而墙面开关在建筑上不仅仅是功能件还是外观装饰件，表面的损伤严重地影响了它的装饰性，从而导致残次品的增加，造成一定的浪费；另外由于pc分子结构中苯环的存在，导致分子链刚性及空间位阻较大，熔体粘度大，加工不易，加工成型过程中制品残余应力较大，在一些特殊的安装或使用环境下，由于溶剂的侵蚀极易发生应力开裂，从而导致成品失去使用价值，给企业造成不可估量的损失。此外，墙面开关大部分都是白色，而pc在受到紫外线照射的情况下很容易黄变，这种现象在室外尤其明显，通常为了避免这种现象，就需要添加一些特殊的助剂，从而造成了成本的增加。
因此，在pc墙面开关表面喷涂油漆就非常有意义：一、在表面形成一层保护层，防止刮伤和溶剂侵蚀导致的开裂，还能避免由于紫外线引起的黄变问题，同时还避免了由于特殊助剂的添加而造成的成本提升；二、油漆的颜色可以自由设计，极大地增加了它的装饰性。
但对于pc而言，由于熔体粘度大，在成型过程中会产生一定的内应力，而油漆本身就是一种溶剂，如果制件内应力过大，在喷涂油漆后进行加工时，会由于油漆的腐蚀使制件释放应力，容易导致基材开裂，影响制件外观和喷涂效率。因此，需要对pc进行特殊改性。
如公开号为cn103342886a的中国专利文献中公开了一种喷涂pc/abs合金材料及其制备方法，由聚碳酸酯、abs、san、抗氧剂、润滑剂组成，其中聚碳酸酯：30-80份，abs树脂：15-65份，san树脂：5-10份，抗氧剂：0.1-1份，润滑剂：0.1-1份。该产品虽然具有良好的流动性和喷漆性能，但由于abs的大比例加入，会造成材料的耐热性大大降低，从而无法达到电工标准的耐热要求。此外，该材料中未加入阻燃剂，并不适合应用在墙面开关领域。
因此，开发一款非pc/abs体系，即可以提高pc的可喷涂性，同时又不会降低其阻燃性和耐热性的新型体系，是目前亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，以该合金制备得到的材料具有良好的喷涂性能、阻燃性和耐热性能，可用于制造墙面开关。
具体技术方案如下：
一种可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料组分制成：
本发明的申请人在前期工作中已经开发了一款聚碳酸酯/聚酮合金，经试验发现，将聚碳酸酯与聚酮复合制成合金，耐化学性能力得到显著提高，同时耐温性能也较好。但当pc材料用于制造墙面开关时，除需要满足耐热要求外，还需具备优异的可喷涂性和阻燃性。基于阻燃性的考虑，申请人在已有配方基础上增加了溴系阻燃剂，但由于溴系阻燃剂多为小分子物质，添加后势必会导致部分力学性能的劣化，尤其是会导致材料冲击性能变差。同时，该配方制备得到的聚碳酸酯/聚酮合金的可喷涂性能并不能满足要求，这就导致该配方无法直接应用于制造墙面开关。申请人经大量试验筛选后，意外发现，硅烷共聚聚碳酸酯加入后组成的pc+pok+硅烷共聚pc三元体系，在相同的阻燃剂及其它助剂的用量下，制备得到的聚碳酸酯/聚酮合金，其冲击强度得到提高，同时可喷涂性能更佳、喷涂开裂比例显著下降。
分析其原因可能是：一方面，硅烷共聚pc的分子链中含有大量si-o-si键，使得分子链柔性增加，分子链活动能力增强，分子间总的作用力减小，体系的熔融粘度减小，流动性增强，成型过程可以用更低的压力和速度，制件的残余应力减小，制件喷涂后发生应力开裂的概率降低；另一方面，硅烷共聚pc的加入使原两相体系变为三相体系，并在相容剂的作用下，使体系内分子链的规整性大大降低，结晶度减小，提高了材料与涂料间的附着力，涂料粘结的更牢靠。
作为优选，所述聚碳酸酯选自双酚a型聚碳酸酯，熔体流动速率为5～20g/min，测试条件为：300℃，1.2kg。熔体流动速率越小说明粘度越大，分子链越长，缠结的越紧密，抗开裂能力越强。进一步优选，所述聚碳酸酯的熔体流动速率为10g/min。
作为优选，所述聚酮的熔体流动速率为50～70g/10min，测试条件为：240℃，2.16kg。熔体流动速率越大，说明流动性越好，分子链活动性越强，熔融共混时，越容易在表面均匀分散。进一步优选，所述聚酮的熔体流动速率为60g/10min。
作为优选，所述硅烷共聚聚碳酸酯为嵌段型共聚物，分子量为26000～32000g/mol。
作为优选，所述的可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料组分制成：
经试验发现，采用上述特定性能参数的聚碳酸酯、聚酮及硅烷共聚聚碳酸酯在特定比例下组成的三元体系，制备得到的聚碳酸酯/聚酮合金，其喷涂开裂比例可降为0，但油漆喷涂后的附着力性能却相距甚大。
进一步优选，由以下重量份的原料组分制成：
经试验进一步发现，当采用上述特定比例、特定性能参数的的三元体系时，油漆喷涂后的附着力极佳，可达到5b标准。
作为优选，所述阻燃剂选自溴系阻燃剂。
作为优选，所述的其它助剂包括相容剂、抗冲改性剂、抗氧剂、抗水解稳定剂和加工助剂中的至少一种。
所述的可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料组分制成：
进一步优选，所述的相容剂选自马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体、聚烯烃弹性体、聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐接枝的聚乙烯、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；进一步优选为聚烯烃接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
所述的抗冲改性剂选自甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物、聚烯烃弹性体、有机硅增韧剂、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；进一步优选为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物。
所述的抗氧剂选自1076与168的复配物；进一步优选，所述的1076与168按重量比为1：1混合。
所述的抗水解稳定剂选自日之升sag005；
所述的加工助剂选自硬脂酸钙、季戊四醇酯、硅酮粉中的至少一种。
配方中，以聚碳酸酯、聚酮和硅烷共聚聚碳酸酯的总质量为100份计，其他原料采用外加的方式。
在上述优选原料的基础上，进一步优选，所述的可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金，由以下重量份的原料组分制成：
所述可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金的制备方法如下：
将聚碳酸酯、聚酮树脂和硅烷共聚聚碳酸酯预先烘干，再按上述重量比将各原料混合，经挤出机挤出、造粒后得到可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金。
所述的挤出机为双螺杆挤出机，加工温度为200～260℃，螺杆转速为300～600rpm。
上述方法制备得到的可喷涂阻燃聚碳酸酯/聚酮合金材料具有良好的可喷涂性能、阻燃性和耐热性能，可用于制造墙面开关。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明采用由聚碳酸酯、聚酮和硅烷共聚聚碳酸酯组成的三元体系，筛选了特定性能参数、特定含量的各原料，在与其它组分的协同作用下，获得了一种聚碳酸酯/聚酮合金，该合金具有良好的可喷涂性能、阻燃性和耐热性能，可用于制造墙面开关。
具体实施方式
本发明实施例1～6中采用的各原料的厂家及牌号列于下表1中。
表1
以下如无特别说明，各原料的配比均为重量份。
实施例1
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒，具体配比为：聚碳酸酯，70；聚酮，25；硅烷共聚pc，5，相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
实施例2
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒，具体配比为：聚碳酸酯，60；聚酮，25；硅烷共聚pc，15，相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
实施例3
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒，具体配比为：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25，相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
实施例4
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒，具体配比为：聚碳酸酯，40；聚酮，25；硅烷共聚pc，35，相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
实施例5
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒，具体配比为：聚碳酸酯，45；聚酮，30；硅烷共聚pc，25，相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
实施例6
将聚碳酸酯、聚酮、硅烷共聚pc在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮树脂、硅烷共聚pc与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒；具体配比为：聚碳酸酯，40；聚酮，35；硅烷共聚pc，25；相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
对比例1
将聚碳酸酯、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、聚酮与抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒；具体配比为：聚碳酸酯，75；聚酮，25；相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
本对比例采用pc为lg1201-10，熔融流动指数为10g/10min，聚酮为晓星330a，熔融流动指数为60g/10min。
对比例2
将聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒；具体配比为：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
本对比例采用pc为拜耳2400，熔融流动指数为22g/10min，聚酮为晓星330a，熔融流动指数为60g/10min，硅烷共聚pc为出光ag1760，分子量为29000～32000g/mol。
对比例3
将聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒；具体配比为：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
本对比例采用pc为lg1201-10，熔融流动指数为10g/10min，聚酮为晓星630a，熔融流动指数为5g/10min，硅烷共聚pc为出光ag1760，分子量为29000～32000g/mol。
对比例4
将聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮在120℃烘箱中烘6h，再将烘干的聚碳酸酯、硅烷共聚pc、聚酮与相容剂、抗冲改性剂、阻燃剂、抗氧剂和加工助剂按照配比投入搅锅充分分散均匀后，再经过双螺杆剪切、混炼造粒；具体配比为：聚碳酸酯，50；聚酮，25；硅烷共聚pc，25；相容剂，1.5；抗冲改性剂，2；阻燃剂，3；1076，0.2；168，0.2；抗水解稳定剂，0.1；硅酮粉，0.2；季戊四醇酯，0.2。
本对比例采用pc为lg1201-10，熔融流动指数为10g/10min，聚酮为晓星330a，熔融流动指数为60g/10min，硅烷共聚pc为出光ag2530，分子量为17000～22000g/mol。
试验测试方法：
物理力学性能：冲击性能测试参照gb/t1043.1-2008标准；
热变形温度(1.82mpa)：参照gb/t1634.2-2004标准；
阻燃性能：灼热丝测试参照gb/t5169.11-2006标准；
球压耐热性能：球压测试参照gb/t5169.21-2006标准；
喷涂性能：将实施例与对比例中所得材料用于墙开面板的喷涂；
喷涂附着力测试：参照gb/t9286-1998标准；
所得材料测试性能结果如表2所示
表2
对比实验结果可以发现，通过加入硅烷共聚pc可以显著提高pc/pok合金体系的喷涂性能，同时提高了缺口冲击强度，显著降低了喷涂开裂比例；而阻燃性、耐热性也未明显降低，均能通过电工标准球压测试要求和阻燃要求。由于硅烷共聚pc价格较高，综合考虑材料的性能和成本，实施例3即为本专利的最佳配方。