本发明属于材料领域,具体涉及一种阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
背景技术:
聚碳酸酯(pc)是一种综合性能很好的热塑性工程塑料,具有突出的冲击韧性、尺寸稳定性、抗蠕变性,优良的电绝缘性、透明性,无毒性等优点,广泛应用于电气电子,建筑交通,包装仪器等领域。因为pc本身具有自熄性,燃烧时会放出二氧化碳,其阻燃性能优于一般塑料,但仍难以满足某些高阻燃性场所的要求,所以需要对其进行阻燃改性。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种阻燃聚碳酸酯材料,它是由下述重量份的原料组成的:
硅烷偶联剂kh5503-4、聚碳酸酯100-130、环氧油酸丁酯5-7、环烷酸锌1-2、三辛酸丁基锡0.3-1、改性掺杂珍珠岩20-30、聚磷酸铵4-5。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的:
十六烷基三甲基氯化铵1-3、膨胀珍珠岩60-70、硬脂酸5-7、甲苯13-20、聚山梨酯0.3-1、甲基纤维素4-6。
所述的甲基纤维素的取代度为1-1.3。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法,包括以下步骤:
(1)取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合,加入到混合料重量70-90倍的去离子水中,搅拌均匀,得纤维水分散液;
(2)取膨胀珍珠岩,加入到上述纤维水分散液中,升高温度为60-70℃,保温搅拌1-2小时,抽滤,将滤饼在80-90℃下干燥30-40分钟,送入到烧结炉中,以3-5℃/min升高温度至1200-1300℃,保温煅烧3-4小时,出料冷却,得碳掺杂珍珠岩;
(3)取硬脂酸,加热熔化,冷却后加入到甲苯中,搅拌均匀,加入上述碳掺杂珍珠岩,升高温度为50-60℃,加入聚山梨酯,保温搅拌1-2小时,旋蒸除去甲苯,即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取硅烷偶联剂kh50,加入到其重量10-20倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入聚磷酸铵,升高温度为55-60℃,保温搅拌1-2小时,得硅烷分散液;
(2)取聚碳酸酯,加入到上述硅烷分散液中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,加入上述改性掺杂珍珠岩,升高温度为75-80℃,保温搅拌2-3小时,出料,与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
本发明的优点:
本发明首先以甲基纤维素为原料,分散到水溶液中,然后以十六烷基三甲基氯化铵为插层剂,对膨胀珍珠岩进行插层改性,通过该插层改性,提高了纤维素在膨胀珍珠岩间的附着力强度,再经过高温烧结,得到碳掺杂珍珠岩,然后采用硬脂酸的甲苯溶液对其进行表面有机化改性,得到改性掺杂珍珠岩,然后采用氨基硅烷处理聚磷酸铵,与活化处理的掺杂珍珠岩共混,通过酸与氨基的反应,提高了聚磷酸铵与珍珠岩的结合强度,同时进一步改善了复合填料在聚碳酸酯基体间的分散相容性,本发明将碳原料通过插层引入到膨胀珍珠岩层间,有效的提高了成品材料的阻燃防火性能。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃聚碳酸酯材料,它是由下述重量份的原料组成的:
硅烷偶联剂kh5504、聚碳酸酯130、环氧油酸丁酯7、环烷酸锌2、三辛酸丁基锡1、改性掺杂珍珠岩30、聚磷酸铵5。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的:
十六烷基三甲基氯化铵3、膨胀珍珠岩70、硬脂酸7、甲苯20、聚山梨酯1、甲基纤维素6。
所述的甲基纤维素的取代度为1.3。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法,包括以下步骤:
(1)取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合,加入到混合料重量90倍的去离子水中,搅拌均匀,得纤维水分散液;
(2)取膨胀珍珠岩,加入到上述纤维水分散液中,升高温度为60℃,保温搅拌2小时,抽滤,将滤饼在90℃下干燥40分钟,送入到烧结炉中,以5℃/min升高温度至1300℃,保温煅烧4小时,出料冷却,得碳掺杂珍珠岩;
(3)取硬脂酸,加热熔化,冷却后加入到甲苯中,搅拌均匀,加入上述碳掺杂珍珠岩,升高温度为60℃,加入聚山梨酯,保温搅拌2小时,旋蒸除去甲苯,即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取硅烷偶联剂kh50,加入到其重量20倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入聚磷酸铵,升高温度为60℃,保温搅拌2小时,得硅烷分散液;
(2)取聚碳酸酯,加入到上述硅烷分散液中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,加入上述改性掺杂珍珠岩,升高温度为80℃,保温搅拌3小时,出料,与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
实施例2
一种阻燃聚碳酸酯材料,它是由下述重量份的原料组成的:
硅烷偶联剂kh5503、聚碳酸酯100、环氧油酸丁酯5、环烷酸锌1、三辛酸丁基锡0.3、改性掺杂珍珠岩20、聚磷酸铵4。
所述的改性掺杂珍珠岩是由下述重量份的原料组成的:
十六烷基三甲基氯化铵1、膨胀珍珠岩60、硬脂酸5、甲苯13、聚山梨酯0.3、甲基纤维素4。
所述的甲基纤维素的取代度为1。
所述的改性掺杂珍珠岩的制备方法,包括以下步骤:
(1)取十六烷基三甲基氯化铵、甲基纤维素混合,加入到混合料重量70倍的去离子水中,搅拌均匀,得纤维水分散液;
(2)取膨胀珍珠岩,加入到上述纤维水分散液中,升高温度为60℃,保温搅拌1小时,抽滤,将滤饼在80℃下干燥30分钟,送入到烧结炉中,以3℃/min升高温度至1200℃,保温煅烧3小时,出料冷却,得碳掺杂珍珠岩;
(3)取硬脂酸,加热熔化,冷却后加入到甲苯中,搅拌均匀,加入上述碳掺杂珍珠岩,升高温度为50℃,加入聚山梨酯,保温搅拌1小时,旋蒸除去甲苯,即得所述改性掺杂珍珠岩。
一种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取硅烷偶联剂kh50,加入到其重量10倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入聚磷酸铵,升高温度为55℃,保温搅拌1小时,得硅烷分散液;
(2)取聚碳酸酯,加入到上述硅烷分散液中,搅拌均匀,蒸馏除去乙醇,加入上述改性掺杂珍珠岩,升高温度为75℃,保温搅拌2小时,出料,与环氧油酸丁酯、环烷酸锌、三辛酸丁基锡混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,即得所述阻燃聚碳酸酯材料。
性能测试:
实施例1的阻燃聚碳酸酯材料:
根据astmd638/iso527进行拉伸强度测试:
结果为86mpa;
进行断裂伸长率测试:
结果为129%;进行拉伸模量测试:
结果为2455mpa;
根据astmd790/iso178进行弯曲强度测试:
结果为118mpa;
阻燃级别:ul94v-0;
极限氧指数:31。
实施例2的阻燃聚碳酸酯材料:
根据astmd638/iso527进行拉伸强度测试:
结果为89mpa;
进行断裂伸长率测试:
结果为135%;进行拉伸模量测试:
结果为2477mpa;
根据astmd790/iso178进行弯曲强度测试:
结果为109mpa;
阻燃级别:ul94v-0;
极限氧指数:31。