技術領域:
本發明涉及復合材料技術領域,具體的涉及一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
背景技術:
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聚碳酸酯(簡稱pc)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物,根據酯基的結構可分為脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多種類型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的機械性能較低,從而限制了其在工程塑料方面的應用。目前僅有芳香族聚碳酸酯獲得了工業化生產。由于聚碳酸酯結構上的特殊性,現已成為五大工程塑料中增長速度最快的通用工程塑料。聚碳酸酯無色透明,耐熱,抗沖擊,阻燃bi級,在普通使用溫度內都有良好的機械性能,加工性能好,不需要添加劑就具有ul94v-0級阻燃性能,pc主要性能缺陷是耐水解穩定性不夠高,對缺口敏感,耐有機化學品性,耐刮痕性較差,長期暴露于紫外線中會發黃。和其他樹脂一樣,pc容易受某些有機溶劑的浸濁。
pet是乳白色或淺黃色高度結晶性的聚合物,表面平滑而有光澤。耐蠕變、抗疲勞性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有熱塑性塑料中最大的韌性;電絕緣性能好,受溫度影響小,但耐電暈性較差。無毒、耐氣候性、抗化學藥品穩定性好,吸濕性高,成型前的干燥是必須的。耐弱酸和有機溶劑,但不耐熱水浸泡,不耐堿。
技術實現要素:
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本發明的目的是提供一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,耐熱、耐高溫性能優異,阻燃效果好,加工性能優異,尺寸穩定性好,且制備方法簡單,無毒,有利于環境保護。
本發明的另一個目的是提供該環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料的制備方法。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯30-50份,pet20-40份,
二硫化鉬1-2份,納米氮化硼1-3份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨3.5-5份,
分散劑0.5-1.2份,抗氧劑0.8-1份,穩定劑1-1.8份。
作為上述技術方案的優選,一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯45份,pet28份,
二硫化鉬1.5份,納米氮化硼2份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨3.5份,
分散劑0.8份,抗氧劑1份,穩定劑1.2份。
作為上述技術方案的優選,所述聚碳酸酯是雙酚a型芳香族聚碳酸酯。
作為上述技術方案的優選,所述二硫化鉬的粒徑大小50-80nm。
作為上述技術方案的優選,所述納米氮化硼的粒徑大小為10-20nm。
添加無機納米粒子的大小直接影響其在聚合物中的分散性,從而影響制備復合材料的性能,納米粒子粒徑越小,其比表面積越大,與聚合物的接觸面積越大,得到的復合材料韌性、強度越大,但是粒徑越小越易團聚,需要尋找合適的分散劑。
作為上述技術方案的優選,所述分散劑為環氧樹脂、鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑中的一種或多種混合。
分散劑的選擇對于無機納米粒子的分散至關重要。
作為上述技術方案的優選,所述抗氧劑為2,6-三級丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3,5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、亞磷酸酯、雙十二碳醇酯中的一種或多種混合。
作為上述技術方案的優選,所述穩定劑為硬脂酸、脂肪酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、脂肪酸鋅、脂肪酸鈣中的一種或多種混合。
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合20-30min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合5-10min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
作為上述技術方案的優選,步驟(2)中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速130-140r/min,溫度:加料段225-240℃,壓縮段240-250℃,均化段235-250℃,,口模230-240℃。
本發明具有以下有益效果:
本發明首先采用n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨對二硫化鉬、納米氮化硼進行表面修飾,增加了其與聚合物之間的相容性,制備的復合材料加工性能優異,由于聚碳酸酯本身具有很好的阻燃性能,即使沒有添加阻燃劑,制備得到的復合材料就具有ul94v-0級阻燃性能;
二硫化鉬、納米氮化硼的添加制備的插層復合材料,使得復合材料韌性、強度大大增加,耐磨性好,且該復合材料制備方法簡單,成本低。
具體實施方式:
為更好的理解本發明,下面通過實施例對本發明進一步說明,實施例只用于解釋本發明,不會對本發明構成任何的限定。
實施例1
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯30份,pet20份,
二硫化鉬1份,納米氮化硼1份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨3.5份,
分散劑0.5份,抗氧劑0.8份,穩定劑1份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合20min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合5min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速130r/min,溫度:加料段225℃,壓縮段240℃,均化段235℃,,口模230℃。
實施例2
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯50份,pet40份,
二硫化鉬2份,納米氮化硼3份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨5份,
分散劑1.2份,抗氧劑1份,穩定劑1.8份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合30min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合10min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速140r/min,溫度:加料段240℃,壓縮段250℃,均化段250℃,,口模240℃。
實施例3
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯35份,pet25份,
二硫化鉬1.2份,納米氮化硼1.5份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨3.8份,
分散劑0.7份,抗氧劑0.85份,穩定劑1.2份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合22min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合6min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速132r/min,溫度:加料段228℃,壓縮段242℃,均化段238℃,,口模232℃。
實施例4
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯38份,pet30份,
二硫化鉬1.4份,納米氮化硼1.8份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨4份,
分散劑0.9份,抗氧劑0.9份,穩定劑1.4份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合24min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合7min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速134r/min,溫度:加料段230℃,壓縮段244℃,均化段240℃,,口模234℃。
實施例5
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯45份,pet35份,
二硫化鉬1.6份,納米氮化硼2份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨4.5份,
分散劑1.1份,抗氧劑0.95份,穩定劑1.6份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合26min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合8min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速136r/min,溫度:加料段235℃,壓縮段246℃,均化段245℃,,口模236℃。
實施例6
一種環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料,以重量份計,包括以下組分:
聚碳酸酯48份,pet45份,
二硫化鉬1.8份,納米氮化硼2.8份,
n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨4.8份,
分散劑1.2份,抗氧劑0.98份,穩定劑1.7份。
其制備方法包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬、納米氮化硼、n,n-二甲基-n-十八烷基-n-乙烯芐基氯化銨加入到高速捏合機中,在180℃下,捏合28min;繼續加入聚碳酸酯、pet、分散劑、抗氧劑和穩定劑,捏合9min,得到混合物料;
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機擠出造粒,烘干,得到環保高效阻燃聚碳酸酯/pet復合材料。
其中,所述擠出造粒的工藝條件為:螺桿轉速138r/min,溫度:加料段238℃,壓縮段248℃,均化段248℃,,口模238℃。
下面對本發明提供的復合材料進行性能測試。
(1)力學性能
測試用標準樣條由xlb-d300×300mm平板硫化壓機制備,硫化溫度180℃,硫化壓力1.25mpa。
性能測試如表1所示:
表1
從表1來看,本發明提供的復合材料抗沖擊性能優異,耐磨,耐熱性好。