一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，包括如下步驟：（1）原料處理；（2）制備阻燃劑母粒；（3）制備增韌母粒；（4）物料混合；（5）擠出成型；（6）注塑成型。本發明一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，操作簡便，容易實現，其通過將配方中的PC樹脂先制備阻燃母粒和增韌母粒的方法，有效提高了PC樹脂與其他材料的相容性，并提高阻燃效果和增韌效果，所得的塑膠材料的強度高，韌性好，阻燃性能優異，不產生熔滴，且其為無鹵阻燃，具備環保性能的要求，且成品低，綜合性能優異，具有較強的市場競爭力。
【專利說明】
一種阻燃増韌塑膠材料的制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及塑膠領域，特別是涉及一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚碳酸酯(PC)具有突出的沖擊性能、透明性、尺寸穩定性，優良的力學性能和電性能，較高的玻璃化轉變溫度(140 °C?150 °C )、熱變形溫度(132 °C?138 °C )，以及較寬的使用溫度范圍(-60°C?120°C)廣泛應用于電子電氣、建筑、包裝、醫療器械、光學儀器、交通運輸等領域。聚碳酸酯塑膠在智能電表外殼領域的應用越來越廣泛。目前用于智能電表外殼的聚碳酸酯塑膠基本為進口材料，價格較高，不適于國內市場的使用，且其為鹵素阻燃體系，達不到無鹵環保的要求。
【發明內容】
[0003]本發明主要解決的技術問題是提供一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，能夠解決現有智能電表外殼用塑膠材料存在的上述缺點。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)原料處理:將PC樹脂在鼓風干燥機中于120?130°C溫度下干燥2?3小時，待用；
(2)制備阻燃劑母粒:根據配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧劑和全部的復合阻燃劑，在密煉機中密煉混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述阻燃劑母粒；
(3)制備增韌母粒:根據配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧劑、全部的潤滑劑和增韌改性劑，在密煉機中密煉混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述增韌母粒；
(4)物料混合:根據配方量，將剩余的干燥PC樹脂、剩余的抗氧劑、步驟⑵中制備的阻燃劑母粒、步驟(3)中制備的增韌母粒和全部的增強纖維及納米填料加入密煉機中密煉混勻；
(5)擠出成型:將步驟(4)中得到的混合物料用雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻切粒，得到所述阻燃增韌塑膠材料；
(6)注塑成型:將步驟(5)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，再進行性能測試。
[0005]在本發明一個較佳實施例中，所述配方包括如下重量份組分:PC80?90份、增強纖維10?30份、復合阻燃劑20?35份、潤滑劑5?10份、增韌改性劑15?20份、抗氧劑3?5份和納米填料10?20份。
[0006]在本發明一個較佳實施例中，所述增強纖維為表面經硅烷偶聯劑處理過的無堿短切玻璃纖維和無堿長玻璃纖維以2?3:1的質量比混合的混合物，其中，所述無堿短切玻璃纖維的長度為2?5mm，長徑比為6?8;所述無堿長玻璃纖維的長度為30?50mm，長徑比為50?70。
[0007]在本發明一個較佳實施例中，所述復合阻燃劑為有機硅阻燃劑和膨脹型阻燃劑以I?2:1的質量比混合的混合物，其中，所述有機硅阻燃劑為聚硅硼氧烷;所述膨脹型阻燃劑為硼酸、季戊四醇和尿素以2?3:6?8:1?3的質量比混合的混合物。
[0008]在本發明一個較佳實施例中，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯;所述納米填料為有機蒙脫土;所述增韌改性劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體和馬來酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3?5:1?2的質量比混合的混合物;所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168以3:2的質量比混合的混合物。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述步驟(2)?(4)中，所述密煉機的密煉工藝條件為:轉速50?80r/min，溫度80°C以下。
[0010]在本發明一個較佳實施例中，所述步驟(5)中，所述熔融擠出的溫度為285?290Γ。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述步驟(6)中，所述注塑成型的溫度為290?295Γ。
[0012]本發明的有益效果是:本發明一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，操作簡便，容易實現，其通過將配方中的PC樹脂先制備阻燃母粒和增韌母粒的方法，有效提高了 PC樹脂與其他材料的相容性，并提高阻燃效果和增韌效果，所得的塑膠材料的強度高，韌性好，阻燃性能優異，不產生熔滴，且其為無鹵阻燃，具備環保性能的要求，且成品低，綜合性能優異，具有較強的市場競爭力。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]本發明實施例包括:
實施例1
一種阻燃增韌塑膠材料，其配方組成包括如下重量份組分:
PC 80份;
增強纖維10份，該增強纖維為表面經硅烷偶聯劑處理過的無堿短切玻璃纖維和無堿長玻璃纖維以2:1的質量比混合的混合物，其中，無堿短切玻璃纖維的長度為2?5mm，長徑比為6?8;無堿長玻璃纖維的長度為30?50mm，長徑比為50?70;
復合阻燃劑20份，為有機硅阻燃劑和膨脹型阻燃劑以1:1的質量比混合的混合物，其中，有機硅阻燃劑為聚硅硼氧烷;膨脹型阻燃劑為硼酸、季戊四醇和尿素以2:6:1的質量比混合的混合物；
潤滑劑5份，為季戊四醇硬脂酸酯；
增韌改性劑15份，為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體和馬來酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3: I的質量比混合的混合物；
抗氧劑3份，為抗氧劑1010和抗氧劑168以3:2的質量比混合的混合物；
納米填料10份，為有機蒙脫土。
[0015]其制備方法具體步驟如下:
(I)原料處理:將PC樹脂在鼓風干燥機中于120?130 °C溫度下干燥2?3小時，待用； (2)制備阻燃劑母粒:根據配方，取1/5配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入I/5配方量的抗氧劑和全部的復合阻燃劑，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C，然后再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述阻燃劑母粒；
(3)制備增韌母粒:根據配方，取1/5配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/5配方量的抗氧劑、全部的潤滑劑和增韌改性劑，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C，然后再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述增韌母粒；
(4)物料混合:根據配方量，將剩余的干燥PC樹脂、剩余的抗氧劑、步驟⑵中制備的阻燃劑母粒、步驟(3)中制備的增韌母粒和全部的增強纖維及納米填料加入密煉機中密煉混勻，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C;
(5)擠出成型:將步驟(4)中得到的混合物料用雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻切粒，得到所述阻燃增韌塑膠材料;所述熔融擠出的溫度為285 °C。
[0016](6)注塑成型:將步驟(5)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，再進行性能測試。所述注塑成型的溫度為290°C。
[0017]實施例2
一種阻燃增韌塑膠材料，其配方組成包括如下重量份組分:
PC 90份;
增強纖維30份，該增強纖維為表面經硅烷偶聯劑處理過的無堿短切玻璃纖維和無堿長玻璃纖維以3:1的質量比混合的混合物，其中，無堿短切玻璃纖維的長度為2?5mm，長徑比為6?8;無堿長玻璃纖維的長度為30?50mm，長徑比為50?70;
復合阻燃劑35份，為有機硅阻燃劑和膨脹型阻燃劑以2:1的質量比混合的混合物，其中，有機硅阻燃劑為聚硅硼氧烷;膨脹型阻燃劑為硼酸、季戊四醇和尿素以3:8:3的質量比混合的混合物；
潤滑劑10份，為季戊四醇硬脂酸酯；
增韌改性劑20份，為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體和馬來酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以5:2的質量比混合的混合物；
抗氧劑5份，為抗氧劑1010和抗氧劑168以3:2的質量比混合的混合物；
納米填料20份，為有機蒙脫土。
[0018]其制備方法具體步驟如下:
(1)原料處理:將PC樹脂在鼓風干燥機中于120?130°C溫度下干燥2?3小時，待用；
(2)制備阻燃劑母粒:根據配方，取1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入I/4配方量的抗氧劑和全部的復合阻燃劑，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C，然后再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述阻燃劑母粒；
(3)制備增韌母粒:根據配方，取1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/4配方量的抗氧劑、全部的潤滑劑和增韌改性劑，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C，然后再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述增韌母粒；
(4)物料混合:根據配方量，將剩余的干燥PC樹脂、剩余的抗氧劑、步驟⑵中制備的阻燃劑母粒、步驟(3)中制備的增韌母粒和全部的增強纖維及納米填料加入密煉機中密煉混勻，在密煉機中以50?80r/min的轉速密煉混勻，且密煉過程開啟冷卻水，控制密煉機內物料的溫度低于80°C;
(5)擠出成型:將步驟(4)中得到的混合物料用雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻切粒，得到所述阻燃增韌塑膠材料;所述熔融擠出的溫度為290 °C。
[0019](6)注塑成型:將步驟(5)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，再進行性能測試。所述注塑成型的溫度為295°C。
[0020]上述實施例所得的PC塑膠材料，經測試，其拉伸強度為25?30MPa，斷裂審查率為180%以上，室溫下的簡支梁缺口沖擊強度為15KJ/m2以上，彎曲模量為1.5 Gpa。阻燃等級達到VO級。
[0021]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)原料處理:將PC樹脂在鼓風干燥機中于120?130°C溫度下干燥2?3小時，待用； (2)制備阻燃劑母粒:根據配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧劑和全部的復合阻燃劑，在密煉機中密煉混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述阻燃劑母粒； (3)制備增韌母粒:根據配方，取1/5?1/4配方量的干燥PC樹脂加入密煉機中，然后加入1/5?1/4配方量的抗氧劑、全部的潤滑劑和增韌改性劑，在密煉機中密煉混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，冷卻切粒，得到所述增韌母粒； (4)物料混合:根據配方量，將剩余的干燥PC樹脂、剩余的抗氧劑、步驟(2)中制備的阻燃劑母粒、步驟(3)中制備的增韌母粒和全部的增強纖維及納米填料加入密煉機中密煉混勻； (5)擠出成型:將步驟(4)中得到的混合物料用雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻切粒，得到所述阻燃增韌塑膠材料； (6)注塑成型:將步驟(5)中得到的粒料干燥后，用注塑機注塑成型，再進行性能測試。2.根據權利要求1所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述配方包括如下重量份組分:PC 80?90份、增強纖維10?30份、復合阻燃劑20?35份、潤滑劑5?10份、增韌改性劑15?20份、抗氧劑3?5份和納米填料1?20份。3.根據權利要求2所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述增強纖維為表面經硅烷偶聯劑處理過的無堿短切玻璃纖維和無堿長玻璃纖維以2?3:1的質量比混合的混合物，其中，所述無堿短切玻璃纖維的長度為2?5mm，長徑比為6?8;所述無堿長玻璃纖維的長度為30?50mm，長徑比為50?70。4.根據權利要求2所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述復合阻燃劑為有機硅阻燃劑和膨脹型阻燃劑以I?2:1的質量比混合的混合物，其中，所述有機硅阻燃劑為聚硅硼氧烷;所述膨脹型阻燃劑為硼酸、季戊四醇和尿素以2?3:6?8:1?3的質量比混合的混合物。5.根據權利要求2所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯;所述納米填料為有機蒙脫土;所述增韌改性劑為馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體和馬來酸酐接枝聚甲基丙烯酸甲酯以3?5:1?2的質量比混合的混合物;所述抗氧劑為抗氧劑11和抗氧劑168以3:2的質量比混合的混合物。6.根據權利要求1所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)?(4)中，所述密煉機的密煉工藝條件為:轉速50?80r/min，溫度80°C以下。7.根據權利要求1所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述熔融擠出的溫度為285?290 °C。8.根據權利要求1所述的阻燃增韌塑膠材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述注塑成型的溫度為290?295°C。
【文檔編號】C08K13/06GK105924927SQ201610527252
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】劉永清
【申請人】蘇州亞科塑膠有限公司