[发明专利]纳米级阻燃增强聚碳酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种纳米级阻燃增强聚碳酸酯及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，能在较高的温度范围内保持较高的力学强度，无毒，介电性能优良，是近年来增长迅速最快和产能规模最大的工程塑料。虽然纯PC氧指数在21%～24%而具有一定的阻燃性，但随着市场竞争和对阻燃性能的要求越来越高，PC本身的阻燃性显露不足，为了适应产品发展和市场需求，对PC进行阻燃改性是很有必要的。随着社会科学技术的发展，纳米技术作为一门最具有市场应用潜力的新兴科学技术，正成为了各国科技界所关注的焦点。纳米技术包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。纳米材料具有一定的独特性，而且纳米材料被认为是21世纪最有前途的材料，并已经成为世界性的研究热潮。因此对聚碳酸酯进行纳米材料改性颇具实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米级阻燃增强聚碳酸酯及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纳米级阻燃增强聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯60%～85%、纳米碳纤维5%～15%、纳米阻燃剂10%～15%、有机硅阻燃剂4%～8%、偶联剂0.5%～2%、相容剂1%～3%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.1%～1%。

所述的纳米碳纤维为表面经氧（O₂）等离子体处理过的纳米碳纤维，其处理工艺为将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理2～5分钟，再在干燥空气中暴露15～30分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体处理过的纳米碳纤维。

所述的纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁。

所述的有机硅阻燃剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚倍半硅氧烷中的一种。

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂或铝钛复合偶联剂。

所述的相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯（SAG）或苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。

上述的纳米级阻燃增强聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，纳米阻燃剂在80℃～120℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、纳米碳纤维表面氧（O₂）等离子体处理：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理2～5分钟，再在干燥空气中暴露15～30分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体处理过的纳米碳纤维，并烘干后待用；

（3）、按重量配比称取干燥的纳米阻燃剂和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80℃～120℃温度下搅拌10～30分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃，得到表面活化处理的纳米阻燃剂，出料待用；

（4）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯和步骤（2）得到的表面经氧（O₂）等离子体处理过的纳米碳纤维，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入步骤（3）表面活化处理的纳米阻燃剂，再加入按重量配比称取的有机硅阻燃剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5～30分钟，使充分混合均匀后出料；

（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机中，在240℃～260℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的纳米级阻燃增强聚碳酸酯。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的纳米级阻燃增强聚碳酸酯，具有强度高、刚性好、耐热性和尺寸稳定性优良等特点，而且还具有阻燃效率高和可达UL94 V-0级阻燃性能，其加工性好，电性能优良和耐温耐腐性强，在汽车、化工、机械、电气、建筑等领域作为高性能结构材料具有非常广泛应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：