一种永久透明阻燃PC及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种永久透明阻燃PC及其制备方法。其原料及重量分数包括：聚碳酸酯82.0～96.3份，磷氮阻燃剂2.0～10.0份，增韧剂1.0～5.0份，抗氧剂0.5～2.0份，润滑剂0.2～1.0份。其工艺及步骤包括：将预先干燥好的PC粒料、磷氮阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、混合均匀后置于转矩流变仪中熔融共混反应，再采用双螺杆挤出机挤出造粒，冷却，切粒，即可获得透明阻燃PC。本发明专利技术采用的阻燃剂无卤、环保，利用PC与阻燃剂发生酯交换反应，制得阻燃的PC材料，该PC材料具有优异持久的阻燃性能和良好的综合力学性能，较高的透光率，能够满足对阻燃和光学性能要求较高领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种永久透明阻燃PC及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料改性领域，具体涉及一种永久透明阻燃PC及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)是五大工程塑料之一，因其优良的综合性能，广泛应用于建筑，电子电器、航空航天、交通运输等领域。PC本身具有一定的阻燃性能，其燃烧时有一定的成炭性，纯PC的极限氧指数(LOI)可达22-29％之间，在UL94测试可达到V-2等级。但是应用在电视、电脑、变压器线圈、汽车部件、建筑材料和其他对高阻燃性要求高的领域，仍需要对PC进行阻燃改性。PC的阻燃改性以添加磺酸盐类阻燃剂居多，如专利CN103602052B、CN106633762B等，磺酸盐类阻燃剂阻燃PC性能优异，仅需少量添加即可达到良好的阻燃效果，但是磺酸盐类阻燃剂价格昂贵，每吨的成本在百万以上，因此其工业普及化之路仍很遥远。含磷阻燃剂与PC的相容性好并且价格低廉，被广泛用作PC的阻燃剂。专利(CN110551373A)公开了一种高性能无卤阻燃PC导电材料及其产品，包括PC树脂、炭黑、次磷酸盐阻燃剂、磷酸酯阻燃剂、有机硅阻燃剂及增韧剂，熔融挤出造粒制得无卤阻燃PC复合材料。含磷阻燃剂的添加量为15份时，可达到垂直燃烧V-0等级，但是其中炭黑含量过多，会影响PC复合材料的透光率，限制了其PC的应用范围。目前对PC阻燃改性基本都是添加型阻燃剂，其加入到聚合物基体中后会随着材料服役时间的延长从基体中迁出，不能达到期望的阻燃效果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种透明阻燃PC及其制备方法。利用PC中的酯与阻燃剂中的酯或酸发生酯交换反应，将无卤阻燃剂连接到PC的分子链上，赋予PC材料永久的阻燃性能。为了达到上述目的，本专利技术提供一种透明阻燃PC及其制备方法，其成分按重量份数表示包括：本专利技术提供的一种透明阻燃PC及其制备方法，按照以下步骤进行：将PC粒料预先放入真空烘箱中干燥，以充分去除水分，将干燥后的PC、磷氮阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、采用高速混合机混合均匀后置于转矩流变仪中熔融共混，共混2min后加入酯交换剂继续熔融共混，反应结束，迅速出料并放于冰水中冷却，将冷却后的原料置于120℃的真空烘箱中干燥8h，采用双螺杆挤出机中挤出造粒，经拉条，冷却，切粒，即可获得一种透明阻燃PC，将该PC经过激光切割制备得到测试样条。进一步地，所述的PC为双酚A型PC树脂；进一步地，所述磷氮阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸酯、乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸等中的至少一种；进一步地，所述增韧剂为EMA、MBS、POE中的至少一种；进一步地，所述抗氧剂为如抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂5057，抗氧剂3114中的至少一种；进一步地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯；进一步地，所述真空烘箱的温度为100～120℃，处理时间为12-24h；进一步地，所述酯交换剂为钛酸四丁酯；进一步地，所述转矩流变仪的混炼温度为250～300℃，转速为60～100r/min，反应时间为40～80min；进一步地，所述双螺杆挤出机的长径比为36～44，螺杆机的转速为200～300rpm，一区温度为100～110℃、二区温度为130～150℃、三区温度为160～180℃、四区温度为180～190℃、五区温度为190～200℃，六区温度为200～210℃、七区温度为200～210℃、机头温度为210～230℃，停留时间2min，压力10～15MPa。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术采用的阻燃剂无卤、环保，复合绿色发展的理念。2、本专利技术利用PC与阻燃剂发生酯交换反应，制得阻燃的PC材料，能保持阻燃性能的持久，不会随PC的服役时间延长而迁出，赋予PC良好的阻燃效果。3、本专利技术在获得高性能阻燃PC的同时，还能保持较高的透光率，阻燃PC的透光率高达88％以上，并且雾度低于5％，不影响PC制品在光学透明领域的应用。4、本专利技术所制得的一种透明阻燃PC具有优异的阻燃性能、综合力学性能优异并且制备方法简便，成本低廉，有望大规模工业化生产。具体实施方式下面将通过施例对本专利技术实施的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1将双酚A型PC粒料预先放入100℃真空烘箱中24h，以充分去除水分，将干燥后的PC、三聚氰胺多聚磷酸酯、EMA、抗氧剂168、季戊四醇硬脂酸酯采用高速混合机混合均匀后置于温度为250℃、转速为80r/min转矩流变仪中熔融共混，共混2min后加入钛酸四丁酯继续熔融共混，50min后，反应结束，迅速出料并放于冰水中冷却，将冷却后的原料置于120℃的真空烘箱中干燥8h，采用长径比为36、转速为250rpm、压力为10MPa的双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的一区温度为100℃、二区温度为130℃、三区温度为160℃、四区温度为185℃、五区温度为190℃，六区温度为200℃、七区温度为205℃、机头温度210℃，停留时间2min，经拉条，冷却，切粒，即可获得一种透明阻燃PC，将该PC经过激光切割制备得到测试样条。实施例2将双酚A型PC粒料预先放入110℃真空烘箱中15h，以充分去除水分，将干燥后的PC、乙二胺四亚甲基膦酸、MBS、抗氧剂1010、季戊四醇硬脂酸酯采用高速混合机混合均匀后置于温度为280℃、转速为100r/min转矩流变仪中熔融共混，共混2min后加入钛酸四丁酯继续熔融共混，60min后，反应结束，迅速出料并放于冰水中冷却。将冷却后的原料置于120℃的真空烘箱中干燥8h，采用长径比为40、转速为280rpm、压力为12MPa的双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的一区温度为105℃、二区温度为140℃、三区温度为165℃、四区温度为185℃、五区温度为195℃，六区温度为205℃、七区温度为205℃、机头温度为220℃，停留时间2min，经拉条，冷却，切粒，即可获得一种透明阻燃PC，将该PC经过激光切割制备得到测试样条。实施例3将双酚A型PC粒料预先放入120℃真空烘箱中12h，以充分去除水分，将干燥后的PC、氨基三亚甲基膦酸、POE、抗氧剂1076、季戊四醇硬脂酸酯采用高速混合机混合均匀后置于温度为300℃，转速为60r/min转矩流变仪中熔融共混，共混2min后加入钛酸四丁酯继续熔融共混，80min后，反应结束，迅速出料并放于冰水中冷却。将冷却后的原料置于120℃的真空烘箱中干燥8h，采用长径比为42、转速为300rpm、压力为13MPa的双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的一区温度为110℃、二区温度为140℃、三区温度为170℃、四区温度为190℃、五区温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明阻燃PC，其特征在于：以重量份计，其组成为：PC82.0～96.3份，磷氮阻燃剂2.0～10.0，增韧剂1.0～5.0份，抗氧剂0.5～2.0份，润滑剂0.2～1.0份。/n

【技术特征摘要】
1.一种透明阻燃PC，其特征在于：以重量份计，其组成为：PC82.0～96.3份，磷氮阻燃剂2.0～10.0，增韧剂1.0～5.0份，抗氧剂0.5～2.0份，润滑剂0.2～1.0份。


2.一种透明阻燃PC，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
将PC粒料预先放入真空烘箱中干燥，以充分去除水分，将干燥后的PC、磷氮阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、采用高速混合机混合均匀后置于转矩流变仪中熔融共混，共混2min后加入酯交换剂继续熔融共混，反应结束，迅速出料并放于冰水中冷却，将冷却后的原料置于120℃的真空烘箱中干燥8h，采用双螺杆挤出机中挤出造粒，经拉条，冷却，切粒，即可获得一种透明阻燃PC，将该PC经过激光切割制备得到测试样条。


3.根据权利要求1所述的一种透明阻燃PC，其特征在于：所述的PC为双酚A型PC树脂。


4.根据权利要求1所述的一种透明阻燃PC，其特征在于：所述磷氮阻燃剂为三聚氰胺多聚磷酸酯、乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸等中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的一种透明阻燃PC，其特征在于：所述增韧剂为EMA、MBS、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雷，
申请(专利权)人：浙江倪阮新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33