本發明涉及高分子復合材料領域，具體地說，是一種抗靜電抗劃傷阻燃聚碳酸酯復合材料及其制備方法。
背景技術：
聚碳酸酯是一種具有良好透明性的塑料，其綜合性能優異，用途極為廣泛，其產品廣泛用于電子電器、汽車、機械制造、計算機等技術領域。然而，聚碳酸酯具有靜電吸塵缺點，對于表觀要求的制件，必須要進行物理防護。但是，聚碳酸酯材料的表面抗劃傷性能較差，物理防護很大程度上帶來制品外觀的損傷，降低了產品的美觀程度，且在制品表面產生的劃痕也會導致應力集中，所以平時用的pc材料制品，為了保護外觀，只能做噴漆或者涂覆處理，大大提高了加工成本，并且加工過程影響環境和人體健康。另外，未經改性的聚碳酸酯阻燃性不夠，不能滿足對阻燃級別要求較高或很高的場合。
中國專利文獻cn106589880a公開了一種透明耐低溫抗劃傷聚碳酸酯復合材料，包含按重量份數計的以下組分：雙酚a聚碳酸酯樹脂300-800份，硅氧烷共聚pc樹脂100-500份，有機硅類增韌劑10-50份，表面硬度改善劑50-200份，納米防劃傷母粒10-100份，助劑5-15份，復配100份的表面硬度改善劑h881與50份納米防劃傷母粒可使pc的表面硬度等級達到2h，但未改進聚碳酸酯樹脂靜電吸塵以及阻燃性。
中國專利文獻cn101855292b披露一種具有改善的耐刮擦性的熱塑性組合物，通過dmbpc、abs、pmma、pc-si改性聚碳酸酯樹脂，可獲得了耐刮檫性較好的改性樹脂，也未解決聚碳酸酯樹脂靜電吸塵的問題。
中國專利文獻cn103282434b公開了一種抗靜電聚碳酸酯模塑組合物，含有：a)至少一種化合物，選自聚碳酸酯、聚酯和聚酯碳酸酯，b)任選地一種或多種任選地橡膠改性的乙烯基(共)聚合物，c)至少一種化合物，選自聚醚酰胺、聚酯酰胺和聚醚酯酰胺，d)至少一種布朗斯泰德酸性化合物，選自有機果酸、無機酸性磷化合物和通式iv的化合物和e)任選地其它的添加劑。這種組合物具有持久性的抗靜電行為和具有提高的耐熱變形性、低溫強度、加工穩定性、耐應力開裂性和特別是水解穩定的特點，但不能保持聚碳酸酯的透明度，也并沒有解決表面不耐劃傷缺點。
中國專利文獻cn103242635a公開了一種永久抗靜電聚碳酸酯組合物及其制備方法，通過氟取代聚烯烴、離子液體抗靜電劑改性聚碳酸酯，獲得了透明度好、抗靜電性能優異的組合物，但是未能解決表面不耐劃傷的缺點，也沒有改進阻燃性。
因此，迫切需要開發一種抗靜電、抗劃傷、透明、阻燃、綜合性能優異的聚碳酸酯復合材料。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種抗靜電、抗劃傷、阻燃、透明的聚碳酸酯復合材料及制備方法。
本發明的第一方面，提供一種抗靜電抗劃傷阻燃聚碳酸酯復合材料，包含按重量份數計的以下組分：硅氧烷共聚pc樹脂200-400份，dmbpc-pc共聚物335-760份，有機硅類增韌劑5-50份，納米防劃傷復合材料10-100份，阻燃劑10-50份，抗靜電劑10-50份，助劑5-15份。
其中所述的硅氧烷共聚pc樹脂為雙酚a和硅氧烷共聚的聚碳酸酯樹脂，粉末狀，其相對分子量為25000～32000，硅氧烷含量為5-20％。可選來自日本出光公司，型號為fg1700。
所述的dmbpc-pc共聚物包括50％mol的dmbpc和50％mol的雙酚apc；dmbpc為二烷基雙酚聚碳酸酯，包括dmbpc重復單元(也稱為二甲基雙酚環己烷或1，1-二(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷)共聚物。由二甲基雙酚環己烷(dmbpc)聚碳酸酯制造的制品與傳統的聚碳酸酯相比，顯示出明顯改善的抗劃傷性。并且隨著硅氧烷共聚pc的加入，抗刮傷性有一定的協同作用。可選來自sabic公司，型號為dmx-2415。
所述的有機硅類增韌劑是硅橡膠-丙烯酸酯為核，聚甲基丙烯酸甲酯為殼的核-殼結構的接枝共聚物；可選來自日本三菱麗陽公司，型號為s2030。
所述的納米防劃傷復合材料為粒徑在20～60nm的sio2/pc納米復合材料。
所述的納米防劃傷復合材料的制備方法：以聚碳酸酯(pc)為基體，正硅酸乙酯(teos)為無機分散相，通過溶膠-凝膠法制備出sio2/pc納米復合材料。稱取5g的pc，在加熱回流下磁力攪拌至完全溶解于30ml的四氫呋喃中，將0.8gteos加入溶解液中，磁力攪拌10min，再量取加入一定配比ph值為2.0的丙酮去離子水混合溶液，回流攪拌2小時，凝膠熟化后，脫除溶劑，120℃烘干2小時，即得到sio2/pc納米復合材料。其中所采用pc為雙酚a型芳香族聚碳酸樹脂2805，四氫呋喃、正硅酸乙酯、丙酮市售(具體參考文獻：陳春華.聚碳酸酯納米復合材料的制備與性能研究,《太原理工大學》,2008,18-25.)。
與專利文獻cn106589880a相比，本發明中采用納米防劃傷復合材料，未采用表面硬度改善劑(pc具有高相容性的丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物)，原因是：經過實驗驗證，表面硬度改善劑的加入，影響了聚碳酸酯樹脂的耐溫，無法滿足125℃熱球壓測試。另外，考慮到應用于各種電器零件，改進了材料的阻燃性。
所述的抗靜電劑為季銨鹽類離子液體抗靜電劑；優選為三正丁基甲胺雙(三氟甲磺酰)亞胺鹽。與傳統抗靜電劑相比，很少用量就能使塑料獲得較好的抗靜電性能，且不影響聚碳酸酯的透明度。可選來自浙江佳華精化股份有限公司，型號為sa-2。
所述阻燃劑為溴代聚碳酸酯，可選來自科聚亞公司，型號為bc-58。
所述的助劑包括按重量份數計的以下組分：3份的抗氧劑、4份的防紫外線添加劑、4份的加工助劑和1份的色粉。
所述的抗氧劑為亞磷酸酯抗氧劑168、受阻酚抗氧劑1010、受阻酚抗氧劑1098、受阻酚抗氧劑1076中的一種或兩種。更優選為抗氧劑168和抗氧劑1076的混合。
所述的防紫外線添加劑為光穩定劑和紫外線吸收劑的復合物。更優選的，所述光穩定劑和所述紫外線吸收劑的重量份之比為1:1。進一步優選的，所述光穩定劑為光穩定770、光穩定622中的一種；所述紫外線吸收劑為uv234、uv-328、uv-320中的一種。更優選為光穩定770和uv-234的復配物。
所述的加工助劑為聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、季戊四醇硬脂酸酯、長鏈脂肪酸多官能團酯中的一種或兩種以上混合。更優選為季戊四醇硬脂酸酯。
所述的色粉主要由顏料和擴散粉組成。
在本發明的一個優選實施方式中，所述的抗靜電抗劃傷阻燃聚碳酸酯復合材料，包含按重量份數計的以下組分：硅氧烷共聚pc樹脂300份，dmbpc-pc共聚物553份，有機硅類增韌劑30份，納米防劃傷復合材料50份，阻燃劑25份，抗靜電劑30份，助劑12份。
在本發明的一個優選實施方式中，所述的抗靜電抗劃傷阻燃聚碳酸酯復合材料，包含按重量份數計的以下組分：硅氧烷共聚pc樹脂300份，dmbpc-pc共聚物533份，有機硅類增韌劑50份，納米防劃傷復合材料50份，阻燃劑25份，抗靜電劑30份，助劑12份。
在上述優選實施方式中，選用的：
硅氧烷共聚pc：來自日本出光公司，型號fg1700；
dmbpc-pc：來自sabic公司，型號dmx-2415；
有機硅類增韌劑：來自日本三菱麗陽公司，型號s2030；
納米防劃傷復合材料：粒徑在20～60nm的sio2/pc納米復合材料(制備方法如上所述)；
抗靜電劑：季銨鹽類離子液體抗靜電劑，來自浙江佳華精化股份有限公司，型號是sa-2；
阻燃劑：溴代聚碳酸酯，來自科聚亞公司，型號是bc-58；
抗氧劑168和抗氧劑1076：來自basf公司；
光穩定770和紫外線吸收劑uv-234：來自basf公司；
加工流動助劑：季戊四醇硬脂酸酯，來自美國龍沙公司。
本發明的第二方面，提供一種上述的抗靜電抗劃傷阻燃聚碳酸酯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
先將硅氧烷共聚pc粉末樹脂加入混合機中，在低速攪拌條件下，緩慢加入抗靜電劑，待抗靜電劑全部加完，低速混合3分鐘均勻后；再加入其他原料，在混合機中高速混合3分鐘，然后在260～280℃下經雙螺桿擠出機擠出、冷卻、造粒，所得粒料經120℃干燥4小時后在260～280℃下注塑成標準樣條，即得。
本發明優點在于：
1、硅氧烷共聚pc、dmbpc-pc共聚物、納米防劃傷復合材料配合使用，顯著改善制品表面的耐劃傷性能，表面硬度可提高至2h；硅氧烷共聚pc、有機硅類增韌劑保證了材料良好的力學性能，尤其是常溫和低溫沖擊性能。
2、復合樹脂表面電阻達到1010歐，抗靜電效果明顯，且保證一定的透明度，透光率可以達到76％，阻燃性可以達到v-0級別。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明提供的具體實施方式作詳細說明。
在以下各個實施例和對比例中，各原料采用下述成分：
硅氧烷共聚pc：來自日本出光公司，型號fg1700；
雙酚a型芳香族聚碳酸樹脂：來自科思創公司，型號2805；
dmbpc-pc：來自sabic公司，型號dmx-2415；
有機硅類增韌劑：來自日本三菱麗陽公司，型號s2030；
表面硬度改善劑：來自日本三菱麗陽公司，型號h881；
納米防劃傷復合材料：粒徑在20～60nm的sio2/pc納米復合材料，制備方法：以聚碳酸酯(pc)為基體，正硅酸乙酯(teos)為無機分散相，通過溶膠-凝膠法制備出sio2/pc納米復合材料。稱取5g的pc，在加熱回流下磁力攪拌至完全溶解于30ml的四氫呋喃中，將0.8gteos加入溶解液中，磁力攪拌10min，再量取加入一定配比ph值為2.0的丙酮去離子水混合溶液，回流攪拌2小時，凝膠熟化后，脫除溶劑，120℃烘干2小時，即得到sio2/pc納米復合材料。其中所采用pc為雙酚a型芳香族聚碳酸樹脂2805，四氫呋喃、正硅酸乙酯、丙酮市售(具體參考文獻：陳春華.聚碳酸酯納米復合材料的制備與性能研究,《太原理工大學》,2008,18-25.)。
抗靜電劑：季銨鹽類離子液體抗靜電劑，來自浙江佳華精化股份有限公司，型號是sa-2；
阻燃劑：溴代聚碳酸酯，來自科聚亞公司，型號是bc-58；
抗氧劑168和抗氧劑1076來自basf公司；
光穩定770和紫外線吸收劑uv-234來自basf公司；
加工流動助劑：季戊四醇硬脂酸酯來自美國龍沙公司。
實施例1-5和對比例1-3
制備方法：按照表1的配比稱取原料后，先將硅氧烷共聚pc粉末樹脂加入混合機中，在低速攪拌條件下，緩慢加入離子液體抗靜電劑，待抗靜電劑全部加完，低速混合3分鐘均勻后；再加入其他原料，在混合機中高速混合3分鐘，然后在260～280℃下經雙螺桿擠出機擠出、冷卻、造粒，所得粒料經120℃干燥4小時后在260～280℃下注塑成標準樣條，即得。
表1實施例1-5和對比例1-3的組分和配比
實施例6：實施效果的評價
將上述實施例1-5和對比例1-3獲得的樣品，力學性能根據美國材料與試驗協會(astm)標準測試，阻燃性能根據ul94標準測試，125℃熱球壓根據gb/t5169標準測試，結果如下表2所示：
表2實施例1-5和對比例1-3的測試結果
表2的性能測試結果表明：
(1)通過對比例1-3，可以看到：由二甲基雙酚環己烷(dmbpc)聚碳酸酯與傳統的聚碳酸酯相比，顯示出明顯改善的抗劃傷性。另外，溴代聚碳酸酯阻燃劑、離子液體抗靜電劑的加入，對pc透光率的影響較小，但表面改性劑h881的加入，對pc的耐溫和阻燃都有一定影響。
(2)通過實施例1-5可以看到，通過添加合適比例的納米防劃傷復合材料和有機硅類增韌劑，不僅提高了表面抗劃傷性，還改進了常溫和低溫沖擊性能，并且不影響耐溫和阻燃性。但是，隨著納米防劃傷復合材料比例的提高，抗靜電性能有所下降，添加比例以5％為佳。
(3)通過實施例1-5可以看到，所得到的復合樹脂表面電阻達到1010歐，抗靜電效果明顯，且保證一定的透明度，透光率可以達到76％，表面硬度可以達到2h，阻燃性可以達到v-0級別。
以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明創造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可做出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。