一种多功能聚碳酸酯改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能聚碳酸酯改性材料，该改性材料同时具有透明、阻燃、耐候和耐高低温冲击性能，可以满足高端电子、电器产品某些户外特定严苛场合的需要。本发明专利技术的多功能聚碳酸酯改性材料，是由以下质量配比的原料制成：聚碳酸酯60～80份、聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物的混合物20～40份、阻燃剂0.08～0.1份、紫外光吸收剂0.3～0.5份、抗氧剂B900 0.1～0.3份、润滑剂0.1～0.2份。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能聚碳酸酯改性材料及其制备方法
本专利技术涉及一种工程塑料及其制备方法，更具体地说涉及一种多功能聚碳酸酯改性材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)原来是指分子主链中含有碳酸酯基的一类高分子聚合物的总称，依据大分子主链中酯基的结构可进一步分为脂肪族、芳香族、脂肪族－芳香族等多种类型聚碳酸酯。由于脂肪族、脂肪族－芳香族等类型聚碳酸酯的主链柔性好、分子间作用力低，导致这类聚碳酸酯材料机械性能较低，从而限制了其在工程塑料等方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产和实际应用，其中双酚A型芳香族聚碳酸酯又是应用量最大、用途较广聚碳酸酯品种，化学名称为2，2'-双(4-羟基苯基)丙烷聚碳酸酯。双酚A型芳香族聚碳酸酯的生产方法有酯交换法和光气化法，目前工业界主要是以双酚A和碳酸二苯酯为原料采用熔融酯交换法制备聚碳酸酯，业界所称的聚碳酸酯(PC)也是特指这一类结构的聚合物。由于主链结构中的特殊性，PC成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料，产量仅次于聚酰胺(尼龙)。分析PC化学结构与分子组成可知：主链结构中柔性酯基赋予PC大分子具有一定的韧性，主链结构中苯基同时赋予PC大分子具有一定的刚性，因此PC是兼具有韧性和刚性并以刚性为主的理想的工程材料。PC树脂20℃的折光指数1.585，熔融加工工程中不易结晶，可以制得玻璃态的无定形聚合物，可见光的透过率高达90％。PC玻璃化转变温度高、热变形温度高，同时还具有在负载下的蠕变率低、电绝缘性能好等一系列特点，因此在电子、电器等耐高温场合常常作为首选材料。尽管PC树脂具有上述诸多优点，但是也存在一些不足，例如PC耐水解性差、长期户外使用会产生黄变和韧性下降；未经改性的PC阻燃性不佳，只能达到UL-94标准中V-2级，不能满足电子、电器领域达到UL-94标准中V-0级；此外，未经改性的PC树脂23℃缺口冲击强度较高，可达25～35kJ/m2，但是低温冲击强度，尤其－40～－50℃缺口冲击强度下降较大，通常只有10～15kJ/m2，低温冲击强度下降幅度达50％甚至更高，不能满足极寒地区户外使用的电子元器件作为结构件使用的要求。近年来，随着科学技术发展和为了满足电子、电器产品某些户外特定场合需要，对透明、阻燃、耐候、耐低温冲击改性聚碳酸酯提出了多种更高性能的要求。例如希望改性PC能够同时满足以下要求：①低温冲击性能优异，23℃缺口冲击强度高达50～60kJ/m2，尤其－40～－50℃缺口冲击强度不下降或下降幅度较小；②400-760nm的可见光透过率≥85％；③阻燃性能达到UL-94标准中V-0级；④可以满足户外长期使用，性能基本保持不变；⑤耐高低温冲击：2mm厚的板材分别在-40℃低温、23℃室温和75℃高温环境中，使用2kg重锤自15英寸高度自由落下，产品不产生裂纹等等。查阅并分析文献可知，现有公开的技术均不能同时满足上述要求。例如公开号为CN108752900A的专利技术专利公开了“PC光学阻燃材料及其制备方法”，其中通过采用特殊的阻燃剂、扩散剂和抗滴落剂，对PC材料进行改性，使得到的PC光学阻燃材料可见光透光率高达85％，阻燃达到UL94V-0级，但没有给出具体的冲击强度等力学性能测试结果。同样公开号为CN101704994A的专利技术专利公开了“一种透明阻燃聚碳酸酯(PC)材料及其制备方法”，其采用两种不同熔体流动速率PC树脂并用，加入抗滴落剂PTFE粉0.2～0.6、阻燃剂0.04～0.12、脱模剂0.2～0.8制备出经UL-94测试标准测试阻燃性达到V-0级的透明PC材料。上述两个公开专利中PC光学阻燃材料具有较好的阻燃性能和可见光透光性能，但是它们在室温下冲击强度不高(其中CN101704994A的专利技术专利给出缺口冲击强度774～779J/m)，也都不具有显著的耐候性能，不能满足户外的超低温环境的长期使用要求。公开号为CN104672839A的专利技术专利公开了“一种阻燃增韧型PC复合材料及其制备方法”，其组分按质量百分数配比为：PC60％～80％、阻燃剂10％～15％、增韧剂10％～15％、有机蒙脱土5％～10％、相容剂1％～4％、抗氧剂0.1％～0.5％、其它助剂0.1％～2％。该专利技术制得的阻燃增韧型PC复合材料，具有阻燃性好(氧指数可达32以上)、抗冲击效率高、热稳定性好、强度高、电性能优良和成本低等特点。该公开专利的阻燃PC材料使用了较多的三苯基磷酸酯等阻燃剂、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物等增韧剂和有机蒙脱土，导致改性PC不具有透明性，没有给出室温冲击强度和低温冲击强度等力学性能测试结果，同时该公开专利的阻燃PC材料也不具有显著的耐候性能。公开号为CN109401269A的专利技术专利公开了“一种用于汽车灯饰的增韧阻燃PC复合材料”，其采用质量份数配比为：中粘度PC98.2份～99份、抗氧剂0.1份、硅系增韧阻燃剂0.7份～1.5份、改性剂0.2份，制备出增韧阻燃PC复合材料。从公开资料可知，该增韧阻燃PC复合材料的室温缺口冲击强度130～770J/m，同样不具有优异的耐低温冲击性能和耐候性能。公开号为CN106977891A的专利技术专利公开了“一种耐低温无卤阻燃聚碳酸酯组合物及其用途”，其提供一种耐低温无卤阻燃聚碳酸酯组合物包含以下重量比的成分：聚碳酸酯20-30份；聚硅氧烷-聚碳酸酯无规共聚物0.3-1份；丙烯腈/丁二烯/苯乙烯三元共聚物(ABS)8-15份。这种材料实际上是PC/ABS共混物，由于ABS主链结构中丁二烯含有双键，导致耐候性差也不具有透明性。同时还可以看出该PC复合材料的只给出了室温冲击强度，没有给出具体低温冲击强度、可见光透过性能以及耐候性能。公开号为CN106928439A的专利技术专利公开了“一种耐低温非透明高冲击无规共聚聚碳酸酯及其制备方法和用途”，其所述无规共聚聚碳酸酯由聚碳酸酯嵌段和聚硅氧烷嵌段组成。该无规共聚聚碳酸酯综合性能优良，具有优异的耐低温性和力学性能，特别是抗冲击强度高，尤其是具有较好的低温抗冲击强度高达598～721J/m。但是该无规共聚聚碳酸酯透明性也不好，不能满足户外长期使用，同时成本明显高于PC树脂。综上所述，目前市场正在使用的改性PC材料通常具有单一优异性能或具有两种较好的性能，例如具有阻燃功能，耐候功能，透明/阻燃功能，耐低温/阻燃功能等，没有一种改性PC材料同时具有透明、阻燃、耐候、耐高低温冲击改性聚碳酸酯多功能组合物材料，尤其是满足特定场合的耐高低温冲击性能。因此，设计一类同时具有透明、阻燃、耐候、耐高低温冲击改性聚碳酸酯多功能组合物材料满足电子、电器产品某些户外特定场合需要，进一步改性聚碳酸酯材料的扩大应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种多功能聚碳酸酯改性材料，该改性材料同时具有透明、阻燃、耐候和耐高低温冲击性能，可以满足高端电子、电器产品某些户外特定严苛场合的需要。同时本专利技术还提供该多功能聚碳酸酯改性材料的制备方法，该方法通过聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物(简称PC-co-PDMS)的混合物制备、聚碳酸酯与助剂混合、配方所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，由以下质量配比的原料制成：/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，由以下质量配比的原料制成：





2.根据权利要求1所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物的混合物由以下质量配比的原料组成：
聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物100份
过氧化二苯甲酰0.05～0.15份
抗氧剂B2150.05～0.1份。


3.根据权利要求2所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物是PC与PDMS无规嵌段共聚物，其中PDMS在共聚物中的质量百分比含量为18～40wt％。


4.根据权利要求3所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯/聚二甲基硅氧烷共聚物在载荷1200g、测试温度300℃条件下熔体质量流动速率为6.0～10.0g/10min的粉状原料的一种或多种组合。


5.根据权利要求2所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的过氧化二苯甲酰是纯度99.5％以上、熔点104～105℃的高纯度粉末状工业级原料。


6.根据权利要求1所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯在载荷1200g、测试温度300℃条件下熔体质量流动速率为5.0～15.0g/10min的粉状原料一种或多种组合。


7.根据权利要求1所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的阻燃剂是纯度99.5％以上、粒径0.5～2μm的全氟丁基磺酸钾。


8.根据权利要求1所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的紫外光吸收剂是UV5411、UV234中一种或其组合。


9.根据权利要求1所述的多功能聚碳酸酯改性材料，其特征在于，所述的润滑剂是数均相对分子质量为2×106...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，贾宇，包建宁，陈浩，柴瑞丹，毛泽鹏，钱建培，苏克顺，杨张滨，倪桓，张亚文，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京华格电汽塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32