[发明专利]一种阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种阻燃建筑材料，特别是涉及一种新型阻燃聚碳酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术：

聚碳酸酯(简称PC)，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型，由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，所以限制了其在工程塑料方面的应用，目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产，聚碳酸酯现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。PC具有良好的透光性，抗冲击性、耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势，因此是一种性能优良的透明建筑材料。

公开号为CN102492277B、公开日为2013.10.23、申请人为深圳市科聚新材料有限公司的中国专利申请公开了“一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法”，按重量百分比由以下组份组成：PC树脂98.7-99.3％，分散剂0.1-0.2％，耐水解剂0.05-0.1％，抗氧剂0.2-0.5％，加工助剂0.2-0.5％。该发明的聚碳酸酯复合材料透明度高、耐水解性能好，不过其阻燃性能较差，在对阻燃性能要求高的场合下有一定的安全隐患。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种阻燃聚碳酸酯复合材料，具有很好的阻燃性能，能适用于对阻燃性能要求高的场合。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种新型阻燃聚碳酸酯复合材料，其重量份组成为：聚碳酸酯40～60份，三聚氰胺甲醛树脂8～14份，水性硅丙树脂10～16份，纳米氢氧化铝12～18份，纳米三氧化二锑0.5～1.5份，相容剂5～8份，光散射剂0.6～1份，抗氧剂0.2～0.4份。

优选地，本发明所述水性硅丙树脂的固含量为30％。

优选地，本发明所述相容剂为聚碳酸酯-马来酸酐共聚物。

优选地，本发明所述光散射剂为PMMA。

优选地，本发明所述抗氧剂为多元受阻酚类抗氧剂。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，技术方案是：

一种新型阻燃聚碳酸酯复合材料的制备方法，其步骤如下：

(1)将纳米氢氧化铝、纳米三氧化二锑一起加入研磨机研磨1小时制得纳米填料，将纳米填料、硬脂酸、丙酮一起加入反应釜混合2分钟，移至恒温水浴容器中加热搅拌，40分钟后取出、抽滤、洗涤、干燥，得到改性纳米填料；

(2)将三聚氰胺甲醛树脂、水性硅丙树脂、相容剂以及1/4的聚碳酸酯一起加入高速混合机混合12分钟，得到预混料；

(3)将步骤(1)得到的改性纳米填料、步骤(2)得到的预混料、其余聚碳酸酯、光散射剂、抗氧剂一起加入混炼机混炼20分钟，得到混合料；

(4)将步骤(3)得到的混合料加入双螺杆挤出机挤出造粒，得到粒料，将粒料烘干后冷却定型，得到阻燃聚碳酸酯复合材料。

优选地，所述步骤(1)中，纳米填料、硬脂酸、丙酮的重量比为100:3:20。

优选地，所述步骤(1)中，加热搅拌时的搅拌速度为800r/min，加热温度为80℃。

优选地，所述步骤(4)中，挤出时的温度为225～255℃，螺杆转速为800r/min。

由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)纳米氢氧化铝同时具有阻燃、填充、消烟功能，而且无毒无二次污染，因此是一种无机绿色阻燃剂，其极性较大易团聚，与树脂基体相容性不佳，因此本发明采用硬脂酸对其进行表面改性，硬脂酸在纳米氢氧化铝表面形成包覆层使其表面变成非极性，而且疏水基向外，增加了其活化指数以及与树脂基体之间的相容性，从而有效提高复合材料的阻燃性能。

2)纳米三氧化二锑是一种阻燃协同剂，添加了纳米三氧化二锑的树脂材料在受到燃烧时会迅速成炭，形成的炭质会膨胀发泡覆盖在材料表面，隔断其与氧气的接触，阻止材料的氧化分解过程，从而有效遏制材料的燃烧；纳米三氧化二锑与树脂基体之间的相容性较差，因此本发明采用硬脂酸对其进行表面改性，改善了其与树脂基体之间的相容性，使其能在树脂基体中分散均匀，与纳米氢氧化铝形成协同阻燃效果，从而进一步提高复合材料的阻燃性能。