本發明涉及高分子材料領域，尤其是涉及一種免噴涂聚碳酸酯組合物及其制備方法。
背景技術：
高光免噴涂塑料為具有高表面質量的工程塑料，其表面具有高光，高硬度的特性，可避免噴漆等后加工工藝，節省成本。
目前，市場上的高光免噴涂產品，主要有ABS、PC等工程塑料，此類塑料表面硬度較低，熱變形溫度低，材料易變形，因此無法廣泛應用。高光免噴涂的增強型聚碳酸酯組合物不僅具有優異的表面硬度與光澤，還具有耐熱高、變形量小等優點。
而目前市面上的免噴涂聚碳酸酯都是通過常規的配方及加工工藝制得的，其阻燃性能和耐熱性能有待改善。
技術實現要素：
為了克服上述問題，本發明提供了一種免噴涂聚碳酸酯組合物及其制備方法。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：
一種免噴涂聚碳酸酯組合物，其特征在于：原料配方為：
聚碳酸酯 88重量份；
活性聚磷酸銨 4重量份；
紅磷 1重量份；
復配潤滑劑 0.5重量份；
三聚氰胺氰尿酸 5重量份；
復配抗氧劑 1重量份；
增韌劑 0.2重量份；
光穩定劑 0.3重量份；
其中，所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000-40000；
其中，以上各組份的質量百分數之和為100%。
所述的復配抗氧劑由抗氧劑1010與抗氧劑168按照1：1~1：3的重量比組成。
一種免噴涂聚碳酸酯組合物的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機進行粉碎后備用；
2）將紅磷及復配潤滑劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為20min，得到一號混合料；
3）將復配抗氧劑、增韌劑、光穩定劑及粉狀聚碳酸酯加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為400r/min，攪拌時間為40min，得到二號混合料；
4）將步驟2）和步驟3）得到的一號混合料、二號混合料加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為100r/min，攪拌時間為40min；
5) 在步驟4）攪拌完成后，加入活性聚磷酸銨和三聚氰胺氰尿酸進行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，攪拌時間為18min，第二段攪拌的攪拌速度為270r/min，攪拌時間為11min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為2h；
6）將步驟5）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機進行擠出造粒，得到免噴涂聚碳酸酯組合物；其中所述獨立段的擠出溫度為270℃，加注段的擠出溫度為300℃，嚙合段的擠出溫度為320℃，擠出造粒加工時的真空度為0.6MPa-0.8MPa。
上述技術方案的有益之處在于：
本發明提供了一種免噴涂聚碳酸酯組合物及其制備方法，通過在配方中加入活性聚磷酸銨、紅磷、復配抗氧劑、三聚氰胺氰尿酸、光穩定劑等，并通過3個步驟將所有原料分別制成粉狀聚碳酸酯、一號混合料、二號混合料，然后將一號混合料和二號混合料混合后再加入三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸銨進行三段式攪拌；利用三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸與一號混合料、二號混合料混合，且對三段式攪拌的攪拌時間和攪拌速度嚴格把控，三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸與一號混合料、二號混合料可以起到“協同增效”的效果，從而能進一步提高免噴涂聚碳酸酯組合物的表面形貌，可以使本發明制得的免噴涂聚碳酸酯組合物不僅具有良好的表面強度與表面光澤度，同時還具有較高的阻燃性能及耐熱時間，經過試驗證明，阻燃性能最高能達到V-0級，耐熱性能達到在150℃±5℃的環境下進行烘烤22min后才出現變色現象。
下面將結合具體實施方式對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
具體實施方式
實施例1
一種免噴涂聚碳酸酯組合物，其特征在于：原料配方為：
聚碳酸酯 88重量份；
活性聚磷酸銨 4重量份；
紅磷 1重量份；
復配潤滑劑 0.5重量份；
三聚氰胺氰尿酸 5重量份；
復配抗氧劑 1重量份；
增韌劑 0.2重量份；
光穩定劑 0.3重量份；
其中，所述的聚碳酸酯為雙酚A型聚碳酸酯，分子量為26000-40000；
其中，以上各組份的質量百分數之和為100%。
所述的復配抗氧劑由抗氧劑1010與抗氧劑168按照1：1~1：3的重量比組成。
一種免噴涂聚碳酸酯組合物的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機進行粉碎后備用；
2）將紅磷及復配潤滑劑加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為20min，得到一號混合料；
3）將復配抗氧劑、增韌劑、光穩定劑及粉狀聚碳酸酯加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為400r/min，攪拌時間為40min，得到二號混合料；
4）將步驟2）和步驟3）得到的一號混合料、二號混合料加入高分子材料攪拌機進行攪拌，攪拌速度為100r/min，攪拌時間為40min；
5) 在步驟4）攪拌完成后，加入活性聚磷酸銨和三聚氰胺氰尿酸進行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，攪拌時間為18min，第二段攪拌的攪拌速度為270r/min，攪拌時間為11min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為2h；
6）將步驟5）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機進行擠出造粒，得到免噴涂聚碳酸酯組合物；其中所述獨立段的擠出溫度為270℃，加注段的擠出溫度為300℃，嚙合段的擠出溫度為320℃，擠出造粒加工時的真空度為0.6MPa-0.8MPa。
實施例2
如實施例1所述的一種免噴涂聚碳酸酯組合物的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在步驟5）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為480r/min，攪拌時間為15min，第二段攪拌的攪拌速度為240r/min，攪拌時間為17min，第三段攪拌的攪拌速度為80r/min，攪拌時間為1h。
在步驟6）中，所述獨立段的擠出溫度為260℃，加注段的擠出溫度為310℃，嚙合段的擠出溫度為290℃。
實施例3
如實施例1所述的一種免噴涂聚碳酸酯組合物的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在步驟5）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，攪拌時間為20min，第二段攪拌的攪拌速度為200r/min，攪拌時間為20min，第三段攪拌的攪拌速度為80r/min，攪拌時間為1h。
在步驟6）中，所述獨立段的擠出溫度為250℃，加注段的擠出溫度為310℃，嚙合段的擠出溫度為280℃。
實施例4
如實施例1所述的一種免噴涂聚碳酸酯組合物的制備方法，其中部分工藝還可以采用以下工藝：
在步驟5）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為500r/min，攪拌時間為10min，第二段攪拌的攪拌速度為300r/min，攪拌時間為10min，第三段攪拌的攪拌速度為60r/min，攪拌時間為2h。
在步驟6）中，所述獨立段的擠出溫度為280℃，加注段的擠出溫度為290℃，嚙合段的擠出溫度為320℃。
通過以上各實施例，最終均可制得免噴涂聚碳酸酯組合物；需要說明的是，本發明的技術要點是在于通過在配方中加入活性聚磷酸銨、紅磷、復配抗氧劑、三聚氰胺氰尿酸、光穩定劑等，并通過3個步驟將所有原料分別制成粉狀聚碳酸酯、一號混合料、二號混合料，然后將一號混合料和二號混合料混合后再加入三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸銨進行三段式攪拌；利用三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸與一號混合料、二號混合料混合，且對三段式攪拌的攪拌時間和攪拌速度嚴格把控，三聚氰胺氰尿酸、活性聚磷酸與一號混合料、二號混合料可以起到“協同增效”的效果，從而能進一步提高免噴涂聚碳酸酯組合物的表面形貌，可以使本發明制得的免噴涂聚碳酸酯組合物不僅具有良好的表面強度與表面光澤度，同時還具有較高的阻燃性能及耐熱時間，經過試驗證明，阻燃性能最高能達到V-0級，耐熱性能達到在150℃±5℃的環境下進行烘烤22min后才出現變色現象。
本領域技術人員在實施時應當注意，在本發明中的制備方法中，步驟1）所采用的工程塑料粉碎機及其他加工步驟所采用的高分子材料攪拌機可以直接采用現有粉碎設備、攪拌設備；優選采用本司提供的工程塑料粉碎機及高分子材料攪拌機，經過本申請人實踐證明，經本司提供的工程塑料粉碎機及高分子材料攪拌機所加工的材料可以使物料具有較高的粉碎度和攪拌均勻度，可以為制得高質量免噴涂聚碳酸酯組合物提供一個較好保障。
性能試驗：
試驗一：針對成品免噴涂聚碳酸酯組合物的阻燃性能做出測定。
試驗樣本：經本發明上述4個實施例所記載技術方案制得的產品和市面上的普通免噴涂聚碳酸酯產品，不同技術得到的產品分別采樣4種，普通免噴涂聚碳酸酯產品也采樣4種。
注：抽樣標準采用gb/t2828.1-2012。
試驗方法：對每個樣品進行兩次10秒的燃燒測試后，記錄火焰熄滅時間，及是否有燃燒物掉落。
試驗結果如表1所示：
表1 （單位：秒）
在以上測試中，系列1-5的4個重復均無燃燒物掉落。
注：表1中，系列1-4分別為本發明四個實施例所制得的產品，系列5為普通免噴涂聚碳酸酯產品，重復1-4為各產品的重復采樣。
通過表1可以看出，經過本發明所制得的免噴涂聚碳酸酯組合物在測試時，最低時間為4秒，最高為8秒，而普通聚碳酸酯產品的最低時間為15秒，最高為18秒，可以證明經過本發明四個實施例所記載的技術方案所制得的免噴涂聚碳酸酯組合物的阻燃等級均達到V-0級，普通免噴涂聚碳酸酯產品的阻燃性能為V-1級。
試驗結論：
通過表1可以看出，經本發明所記載的技術方案所制得的免噴涂聚碳酸酯組合物的阻燃性能遠高于市面上的普通免噴涂聚碳酸酯產品的阻燃性能；其中，以實施例1所記載的制備方法，即 在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，攪拌時間為18min，第二段攪拌的攪拌速度為270r/min，攪拌時間為11min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為2h；在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為270℃，加注段的擠出溫度為300℃，嚙合段的擠出溫度為320℃所制得免噴涂聚碳酸酯組合物的阻燃性能最高，相比普通燈罩的阻燃性能，提升明顯。
試驗二：針對成品免噴涂聚碳酸酯組合物的耐熱時間做出測定。
試驗樣本：經本發明上述4個實施例所記載技術方案制得的產品和市面上的普通免噴涂聚碳酸酯產品，不同技術得到的產品分別采樣4種，普通免噴涂聚碳酸酯產品也采樣4種。
注：抽樣標準采用gb/t2828.1-2012。
試驗方法：在150℃±5℃的環境下進行烘烤，記錄每個樣品出現變色現象時的烘烤時間。
試驗結果如表2所示：
表2 （單位：min）
注：表2中，系列1-4分別為本發明四個實施例所制得的產品，系列5為的普通免噴涂聚碳酸酯產品，重復1-4為各產品的重復采樣。
通過表2可以看出，經本發明所記載的技術方案所制得的免噴涂聚碳酸酯組合物的耐熱時間最高達到22min才出現變色現象，最低達到17min，而普通免噴涂聚碳酸酯產品的耐熱時間最高只達到11min。
試驗結論：
通過表2可以看出，經本發明所記載的技術方案所制得的免噴涂聚碳酸酯組合物的耐熱時間遠高于市面上的普通免噴涂聚碳酸酯產品的耐熱時間；其中，以實施例1所記載的制備方法，即 在所述步驟5）中，第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，攪拌時間為18min，第二段攪拌的攪拌速度為270r/min，攪拌時間為11min，第三段攪拌的攪拌速度為70r/min，攪拌時間為2h；在所述步驟6）中，獨立段的擠出溫度為270℃，加注段的擠出溫度為300℃，嚙合段的擠出溫度為320℃所制得免噴涂聚碳酸酯組合物的的耐熱時間最高，最高達到22mi才出現變色現象，相比普通免噴涂聚碳酸酯產品的耐熱性能，提升明顯。