一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃PC工程塑料及其制备方法与流程

文档序号:16530868发布日期:2019-01-05 10:44阅读:445来源:国知局

本发明涉及高分子材料中工程塑料改性技术领域,尤其涉及一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料及其制备方法。

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背景技术:
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聚碳酸酯pc是通用工程塑料中唯一一个具有良好透明性的热塑性工程塑料,它具有优良的电绝缘性、较高的热稳定性和尺寸稳定性,本身属于自熄性工程塑料,广泛用于电子、电器、航空航天、汽车、纺织及照明领域。随着汽车和电子行业的快速发展,对阻燃性能要求越来越高,许多产品要求阻燃性能达到ul94v-0等级。传统的磺酸盐阻燃具有添加量少,透明度高、阻燃性能显著的优点,但单一的磺酸盐阻燃存在放置48h后阻燃性能衰减的问题,放置越久,阻燃效果逐渐变差,不能很好满足产品对阻燃稳定性的要求。

介孔分子筛有较大的比表面积、较高的热稳定性和表面易于改性等,已在催化、吸附、光电等领域得到广泛的应用,通过共缩合和气相甲基接枝两步法制备了新型的高疏水富含甲基的ti-hms介孔分子筛,既保证了介孔分子筛原有特性,又拥有较多的甲基含量和较高的疏水性,与磺酸盐复配用于制得阻燃pc,ti-hms介孔分子筛的高比表面积有利于磺酸盐的分散,增强阻燃效果,而较高的疏水性有效的降低了pc和磺酸盐易水解的弱点,保证了产品阻燃性能的稳定性。

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技术实现要素:
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本发明是解决现有技术的不足,提供一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料,另一方面提供该材料的制备方法。

为了实现以上目的,本发明的技术方案如下:

一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料,按质量百分含量由以下组分组成:

进一步地,其中pc树脂为中粘度的。

进一步地,其中增韧剂是mbs、ema、eva、ptw等的一种或几种复配。

进一步地,其中磺酸盐阻燃剂可以为全氟丁基磺酸钾、stb、kss、hes等的一种或几种。

进一步地,其中抗滴落剂是聚四氟乙烯。

进一步地,其中抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯混合而成。

进一步地,其中润滑剂可以为硅酮粉和pets中的一种或两种。

进一步地,其中ti-hms介孔分子筛为自制合成材料,包括正十六氨、乙醇、甲基三甲基硅烷、太酸丁酯、异丙醇、正硅酸乙醇。

一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按权利要求1所述的质量百分含量称取各组分,并将称取的pc分别在110~130℃温度下干燥时间4小时,其它组分在60~80℃温度下干燥5小时。

(2)将磺酸盐阻燃剂、抗氧剂、润滑剂和ti-hms介孔分子筛预混合处理。

(3)将干燥后的pc、增韧剂、步骤(2)中预处理的混合物在高速混合机中混合均匀,搅拌所需时间为5~10min。

(4)将步骤(3)混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经高温挤出机熔融共混挤出、冷却、风干、造粒。

其中,双螺杆挤出机的温度设置为:一区:220~260℃;二区:240~290℃;三区:250~310℃;四区:250~310℃;五区:250~310℃;六区:250~310℃;七区:250~310℃;八区:250~310℃;机头温度:250~310℃;螺杆转速控制在150~280r/min,挤出后冷却、切粒、干燥。

本发明的有益效果为:

本发明通过共缩合和气相甲基接枝两步法制备了新型的高疏水富含甲基的ti-hms介孔分子筛,既保证了介孔分子筛原有特性,又拥有较多的甲基含量和较高的疏水性,与磺酸盐复配用于制得阻燃pc,ti-hms介孔分子筛的高比表面积有利于磺酸盐的分散,增强阻燃效果,而较高的疏水性有效的降低了pc和磺酸盐易水解的弱点,保证了产品阻燃性能的稳定性。

[具体实施方式]

下面结合具体实施例和对比例,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料,按质量百分含量由以下组分组成:

其中pc树脂为中粘度的。

其中增韧剂是mbs、ema、eva、ptw等的一种或几种复配。

其中磺酸盐阻燃剂可以为全氟丁基磺酸钾、stb、kss、hes等的一种或几种。

其中抗滴落剂是聚四氟乙烯。

其中抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯混合而成。

其中润滑剂可以为硅酮粉和pets中的一种或两种。

其中ti-hms介孔分子筛为自制合成材料,包括正十六氨、乙醇、甲基三甲基硅烷、太酸丁酯、异丙醇、正硅酸乙醇。

一种介孔分子筛协效磺酸盐阻燃pc工程塑料的制备方法,包括以下步骤:

(1)按权利要求1所述的质量百分含量称取各组分,并将称取的pc分别在110~130℃温度下干燥时间4小时,其它组分在60~80℃温度下干燥5小时。

(2)将磺酸盐阻燃剂、抗氧剂、润滑剂和ti-hms介孔分子筛预混合处理。

(3)将干燥后的pc、增韧剂、步骤(2)中预处理的混合物在高速混合机中混合均匀,搅拌所需时间为5~10min。

(4)将步骤(3)混匀后的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中,经高温挤出机熔融共混挤出、冷却、风干、造粒。

其中,双螺杆挤出机的温度设置为:一区:220~260℃;二区:240~290℃;三区:250~310℃;四区:250~310℃;五区:250~310℃;六区:250~310℃;七区:250~310℃;八区:250~310℃;机头温度:250~310℃;螺杆转速控制在150~280r/min,挤出后冷却、切粒、干燥。

下面结合具体实施例、对比例对本发明作详细描述:

其中在下述各个实施例中,pc牌号为沙伯基础的pc1000r,增韧剂为三菱丽阳的s-2001,阻燃剂为日本信越的ef-42,抗滴落剂是日本大金fa-500h,主抗氧化剂和辅助抗氧剂分别为巴斯夫的irganox1010和168,润滑剂为科宁petsp861,ti-hms孔分子筛,合成方法下:通过共缩合和气相甲基接枝两步法制备了新型的高疏水富含甲基的ti-hms介孔分子筛。

实施案例1

pc在110~130℃温度下干燥4小时,其它组分在60~80℃下干燥5小时。称取96.4%pc1000r,0.1%ef-42,2%增韧剂,0.3%抗滴落剂,0.6%抗氧剂,0.2%润滑剂,0.4%ti-hms介孔分子筛。然后在高速混合机中搅拌10min。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中,控制各段温度在:一区:240℃;二区:270℃;三区:300℃;四区:300℃;五区:300℃;六区:300℃;七区:280℃;八区:280℃;机头温度:290℃,螺杆转速220r/min,经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干。

实施案例2

pc在110~130℃温度下干燥4小时,其它组分在60~80℃下干燥5小时。称取96.1%pc1000r,0.1%ef-42,2%增韧剂,0.3%抗滴落剂,0.6%抗氧剂,0.2%润滑剂,0.7%ti-hms介孔分子筛。然后在高速混合机中搅拌10min。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中,控制各段温度在:一区:240℃;二区:270℃;三区:300℃;四区:300℃;五区:300℃;六区:300℃;七区:280℃;八区:280℃;机头温度:290℃,螺杆转速220r/min,经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干。

实施案例3

pc在110~130℃温度下干燥4小时,其它组分在60~80℃下干燥5小时。称取95.8%pc1000r,0.1%ef-42,2%增韧剂,0.3%抗滴落剂,0.6%抗氧剂,0.2%润滑剂,1%ti-hms介孔分子筛。然后在高速混合机中搅拌10min。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中,控制各段温度在:一区:240℃;二区:270℃;三区:300℃;四区:300℃;五区:300℃;六区:300℃;七区:280℃;八区:280℃;机头温度:290℃,螺杆转速220r/min,经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干。

对比案例1

pc在110~130℃温度下干燥4小时,其它组分在60~80℃下干燥5小时。称取96.8%pc1000r,0.1%ef-42,2%增韧剂,0.3%抗滴落剂,0.6%抗氧剂,0.2%润滑剂。然后在高速混合机中搅拌10min。再将混匀后的料加入到双螺杆挤出机的料斗中,控制各段温度在:一区:240℃;二区:270℃;三区:300℃;四区:300℃;五区:300℃;六区:300℃;七区:280℃;八区:280℃;机头温度:290℃,螺杆转速220r/min,经熔融共混挤出、水冷、风干、切粒、烘干。

具体配方如下表:

将实施案例的阻燃pc工程塑料注塑成125mm*13mm*1.6mm防火试样,测试性能如下表所示:

备注:1.测试标准及方法,详见ul测试标准。

2.t1+t2是同一样条两次燃烧时间总和。

通过实施案例和对比案例可以看出,通过添加介孔分子筛,很好解决了传统磺酸盐阻燃pc在放置后阻燃性能衰减的问题。本发明通过介孔分子筛协效磺酸盐复配用于制得阻燃pc,ti-hms介孔分子筛的高比表面积有利于磺酸盐的分散,增强阻燃效果,而较高的疏水性有效的降低了pc和磺酸盐易水解的弱点,保证了产品阻燃性能的稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式,凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理的前提下进行的若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

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