一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，包括如下步骤：（1）原料处理；（2）制备阻燃剂母粒；（3）制备增韧母粒；（4）物料混合；（5）挤出成型；（6）注塑成型。本发明一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，操作简便，容易实现，其通过将配方中的PC树脂先制备阻燃母粒和增韧母粒的方法，有效提高了PC树脂与其他材料的相容性，并提高阻燃效果和增韧效果，所得的塑胶材料的强度高，韧性好，阻燃性能优异，不产生熔滴，且其为无卤阻燃，具备环保性能的要求，且成品低，综合性能优异，具有较强的市场竞争力。
【专利说明】
一种阻燃増韧塑胶材料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及塑胶领域，特别是涉及一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法。
【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 °C )、热变形温度(132 °C?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。聚碳酸酯塑胶在智能电表外壳领域的应用越来越广泛。目前用于智能电表外壳的聚碳酸酯塑胶基本为进口材料，价格较高，不适于国内市场的使用，且其为卤素阻燃体系，达不到无卤环保的要求。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，能够解决现有智能电表外壳用塑胶材料存在的上述缺点。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，包括如下步骤:
(1)原料处理:将PC树脂在鼓风干燥机中于120?130°C温度下干燥2?3小时，待用；
(2)制备阻燃剂母粒:根据配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧剂和全部的复合阻燃剂，在密炼机中密炼混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述阻燃剂母粒；
(3)制备增韧母粒:根据配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧剂、全部的润滑剂和增韧改性剂，在密炼机中密炼混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述增韧母粒；
(4)物料混合:根据配方量，将剩余的干燥PC树脂、剩余的抗氧剂、步骤⑵中制备的阻燃剂母粒、步骤(3)中制备的增韧母粒和全部的增强纤维及纳米填料加入密炼机中密炼混匀；
(5)挤出成型:将步骤(4)中得到的混合物料用双螺杆挤出机熔融挤出，冷却切粒，得到所述阻燃增韧塑胶材料；
(6)注塑成型:将步骤(5)中得到的粒料干燥后，用注塑机注塑成型，再进行性能测试。
[0005]在本发明一个较佳实施例中，所述配方包括如下重量份组分:PC80?90份、增强纤维10?30份、复合阻燃剂20?35份、润滑剂5?10份、增韧改性剂15?20份、抗氧剂3?5份和纳米填料10?20份。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述增强纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维和无碱长玻璃纤维以2?3:1的质量比混合的混合物，其中，所述无碱短切玻璃纤维的长度为2?5mm，长径比为6?8;所述无碱长玻璃纤维的长度为30?50mm，长径比为50?70。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，所述复合阻燃剂为有机硅阻燃剂和膨胀型阻燃剂以I?2:1的质量比混合的混合物，其中，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷;所述膨胀型阻燃剂为硼酸、季戊四醇和尿素以2?3:6?8:1?3的质量比混合的混合物。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯;所述纳米填料为有机蒙脱土;所述增韧改性剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3?5:1?2的质量比混合的混合物;所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168以3:2的质量比混合的混合物。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(2)?(4)中，所述密炼机的密炼工艺条件为:转速50?80r/min，温度80°C以下。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(5)中，所述熔融挤出的温度为285?290Γ。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(6)中，所述注塑成型的温度为290?295Γ。
[0012]本发明的有益效果是:本发明一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，操作简便，容易实现，其通过将配方中的PC树脂先制备阻燃母粒和增韧母粒的方法，有效提高了 PC树脂与其他材料的相容性，并提高阻燃效果和增韧效果，所得的塑胶材料的强度高，韧性好，阻燃性能优异，不产生熔滴，且其为无卤阻燃，具备环保性能的要求，且成品低，综合性能优异，具有较强的市场竞争力。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]本发明实施例包括:
实施例1
一种阻燃增韧塑胶材料，其配方组成包括如下重量份组分:
PC 80份;
增强纤维10份，该增强纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维和无碱长玻璃纤维以2:1的质量比混合的混合物，其中，无碱短切玻璃纤维的长度为2?5mm，长径比为6?8;无碱长玻璃纤维的长度为30?50mm，长径比为50?70;
复合阻燃剂20份，为有机硅阻燃剂和膨胀型阻燃剂以1:1的质量比混合的混合物，其中，有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷;膨胀型阻燃剂为硼酸、季戊四醇和尿素以2:6:1的质量比混合的混合物；
润滑剂5份，为季戊四醇硬脂酸酯；
增韧改性剂15份，为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3: I的质量比混合的混合物；
抗氧剂3份，为抗氧剂1010和抗氧剂168以3:2的质量比混合的混合物；
纳米填料10份，为有机蒙脱土。
[0015]其制备方法具体步骤如下:
(I)原料处理:将PC树脂在鼓风干燥机中于120?130 °C温度下干燥2?3小时，待用； (2)制备阻燃剂母粒:根据配方，取1/5配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入I/5配方量的抗氧剂和全部的复合阻燃剂，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C，然后再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述阻燃剂母粒；
(3)制备增韧母粒:根据配方，取1/5配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/5配方量的抗氧剂、全部的润滑剂和增韧改性剂，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C，然后再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述增韧母粒；
(4)物料混合:根据配方量，将剩余的干燥PC树脂、剩余的抗氧剂、步骤⑵中制备的阻燃剂母粒、步骤(3)中制备的增韧母粒和全部的增强纤维及纳米填料加入密炼机中密炼混匀，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C;
(5)挤出成型:将步骤(4)中得到的混合物料用双螺杆挤出机熔融挤出，冷却切粒，得到所述阻燃增韧塑胶材料;所述熔融挤出的温度为285 °C。
[0016](6)注塑成型:将步骤(5)中得到的粒料干燥后，用注塑机注塑成型，再进行性能测试。所述注塑成型的温度为290°C。
[0017]实施例2
一种阻燃增韧塑胶材料，其配方组成包括如下重量份组分:
PC 90份;
增强纤维30份，该增强纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维和无碱长玻璃纤维以3:1的质量比混合的混合物，其中，无碱短切玻璃纤维的长度为2?5mm，长径比为6?8;无碱长玻璃纤维的长度为30?50mm，长径比为50?70;
复合阻燃剂35份，为有机硅阻燃剂和膨胀型阻燃剂以2:1的质量比混合的混合物，其中，有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷;膨胀型阻燃剂为硼酸、季戊四醇和尿素以3:8:3的质量比混合的混合物；
润滑剂10份，为季戊四醇硬脂酸酯；
增韧改性剂20份，为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以5:2的质量比混合的混合物；
抗氧剂5份，为抗氧剂1010和抗氧剂168以3:2的质量比混合的混合物；
纳米填料20份，为有机蒙脱土。
[0018]其制备方法具体步骤如下:
(1)原料处理:将PC树脂在鼓风干燥机中于120?130°C温度下干燥2?3小时，待用；
(2)制备阻燃剂母粒:根据配方，取1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入I/4配方量的抗氧剂和全部的复合阻燃剂，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C，然后再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述阻燃剂母粒；
(3)制备增韧母粒:根据配方，取1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/4配方量的抗氧剂、全部的润滑剂和增韧改性剂，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C，然后再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述增韧母粒；
(4)物料混合:根据配方量，将剩余的干燥PC树脂、剩余的抗氧剂、步骤⑵中制备的阻燃剂母粒、步骤(3)中制备的增韧母粒和全部的增强纤维及纳米填料加入密炼机中密炼混匀，在密炼机中以50?80r/min的转速密炼混匀，且密炼过程开启冷却水，控制密炼机内物料的温度低于80°C;
(5)挤出成型:将步骤(4)中得到的混合物料用双螺杆挤出机熔融挤出，冷却切粒，得到所述阻燃增韧塑胶材料;所述熔融挤出的温度为290 °C。
[0019](6)注塑成型:将步骤(5)中得到的粒料干燥后，用注塑机注塑成型，再进行性能测试。所述注塑成型的温度为295°C。
[0020]上述实施例所得的PC塑胶材料，经测试，其拉伸强度为25?30MPa，断裂审查率为180%以上，室温下的简支梁缺口冲击强度为15KJ/m2以上，弯曲模量为1.5 Gpa。阻燃等级达到VO级。
[0021]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)原料处理:将PC树脂在鼓风干燥机中于120?130°C温度下干燥2?3小时，待用； (2)制备阻燃剂母粒:根据配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧剂和全部的复合阻燃剂，在密炼机中密炼混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述阻燃剂母粒； (3)制备增韧母粒:根据配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC树脂加入密炼机中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧剂、全部的润滑剂和增韧改性剂，在密炼机中密炼混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却切粒，得到所述增韧母粒； (4)物料混合:根据配方量，将剩余的干燥PC树脂、剩余的抗氧剂、步骤(2)中制备的阻燃剂母粒、步骤(3)中制备的增韧母粒和全部的增强纤维及纳米填料加入密炼机中密炼混匀； (5)挤出成型:将步骤(4)中得到的混合物料用双螺杆挤出机熔融挤出，冷却切粒，得到所述阻燃增韧塑胶材料； (6)注塑成型:将步骤(5)中得到的粒料干燥后，用注塑机注塑成型，再进行性能测试。2.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述配方包括如下重量份组分:PC 80?90份、增强纤维10?30份、复合阻燃剂20?35份、润滑剂5?10份、增韧改性剂15?20份、抗氧剂3?5份和纳米填料1?20份。3.根据权利要求2所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述增强纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱短切玻璃纤维和无碱长玻璃纤维以2?3:1的质量比混合的混合物，其中，所述无碱短切玻璃纤维的长度为2?5mm，长径比为6?8;所述无碱长玻璃纤维的长度为30?50mm，长径比为50?70。4.根据权利要求2所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述复合阻燃剂为有机硅阻燃剂和膨胀型阻燃剂以I?2:1的质量比混合的混合物，其中，所述有机硅阻燃剂为聚硅硼氧烷;所述膨胀型阻燃剂为硼酸、季戊四醇和尿素以2?3:6?8:1?3的质量比混合的混合物。5.根据权利要求2所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯;所述纳米填料为有机蒙脱土;所述增韧改性剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3?5:1?2的质量比混合的混合物;所述抗氧剂为抗氧剂11和抗氧剂168以3:2的质量比混合的混合物。6.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)?(4)中，所述密炼机的密炼工艺条件为:转速50?80r/min，温度80°C以下。7.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述熔融挤出的温度为285?290 °C。8.根据权利要求1所述的阻燃增韧塑胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述注塑成型的温度为290?295°C。
【文档编号】C08K13/06GK105924927SQ201610527252
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】刘永清
【申请人】苏州亚科塑胶有限公司