无机纳米阻燃PC/PET合金及其制备方法

无机纳米阻燃PC/PET合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无机纳米阻燃PC/PET合金及其制备方法。

背景技术

PC/PET合金（聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种综合性能较为理想的工程塑料，它具有PC、PET单组分不具备的优异性能，在很多场合均可使用。PC本身的阻燃性可以达到UL94 V-2 级，但实际应用往往要求更高的阻燃性能，而且PET的加入降低了PC的阻燃性，为了满足PC/PET合金在实际应用中的防火安全要求，通常需要添加阻燃剂进行改性。随着科技的进步，对材料环境友好性的要求越来越高，传统的卤系阻燃剂带来的危害日益明显。欧盟2003年出台的RoHs及WEEE两个指令的颁布更是限制了卤系阻燃PC/PET合金在很多行业中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低烟、无卤、低价和阻燃效果好的无机纳米阻燃PC/PET合金及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无机纳米阻燃PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 45%～70%、PET 5%～30%、相容剂2%～4%、无机纳米阻燃剂5%～20%、PPFBS 0.05%～0.1%、纳米抗滴落剂0.1%～0.5%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～30000g/mol。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～1.0dL/g。

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）。

所述的无机纳米阻燃剂为粒径在5nm～100nm之间的氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌的一种或几种。

所述的PPFBS为全氟丁烷磺酸钾阻燃剂。

所述的纳米抗滴落剂为粒径在0.5nm～100nm之间的聚四氟乙烯粒子。

所述的偶联剂为铝钛复合偶联剂。

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EVA蜡、OP蜡、PETS、EBS、TAS-2A中的一种。

上述的无机纳米阻燃PC/PET合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，无机纳米阻燃剂在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机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100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的无机纳米阻燃剂，然后冷却至低于40℃出料，待用；

（3）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到的表面活化处理的无机纳米阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌0.5～3分钟，然后加入按重量配比称取的PPFBS、纳米抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌2～10分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得PET阻燃母粒，待用；

（4）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（3）制得的PET阻燃母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的相容剂，使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃PC/PET合金。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用无机纳米阻燃剂、PPFBS和纳米抗滴落剂协同阻燃作用，首先制得PET阻燃母粒，然后再与PC共混，同时添加适量相容剂，使制得的无机纳米阻燃PC/PET合金具有很好的阻燃性能，而且低烟、无卤、安全、低廉和达到UL94 V-0等级的阻燃要求，同时也提高了合金体系的强度、刚度和热稳定性等，在电子电器、家电、通讯、照明等领域具有很好的应用前景。

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：

一种无机纳米阻燃PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 55%、PET 25%、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）3%、粒径在5nm～100nm之间的氢氧化镁15%、PPFBS 0.08%、粒径在0.5nm～100nm之间的聚四氟乙烯粒子0.42%、铝钛复合偶联剂0.3%、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0.2%、PETS 1%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～30000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～1.0dL/g；所述的PPFBS为全氟丁烷磺酸钾阻燃剂。

制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，粒径在5nm～100nm之间的氢氧化镁在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的粒径在5nm～100nm之间的氢氧化镁和铝钛复合偶联剂，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100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的氢氧化镁，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到的表面活化处理的氢氧化镁，加入高速混合机中，搅拌0.5～3分钟，然后加入按重量配比称取的PPFBS、粒径在0.5nm～100nm之间的聚四氟乙烯粒子、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、PETS，继续搅拌2～10分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得PET阻燃母粒，待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（3）制得的PET阻燃母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA），使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃PC/PET合金。

实施例2：

一种无机纳米阻燃PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 60%、PET 25%、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）3.5%、粒径在5nm～100nm之间的氢氧化铝10%、PPFBS 0.05%、粒径在0.5nm～100nm之间的聚四氟乙烯粒子0.25%、铝钛复合偶联剂0.2%、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0.2%、TAS-2A 0.8%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～30000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～1.0dL/g；所述的PPFBS为全氟丁烷磺酸钾阻燃剂。

制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，粒径在5nm～100nm之间的氢氧化铝在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、按重量配比称取干燥的粒径在5nm～100nm之间的氢氧化铝和铝钛复合偶联剂，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100℃～120℃温度下搅拌10～60分钟，得到表面活化处理的氢氧化铝，然后冷却至低于40℃出料，待用；（3）、将按重量配比称取干燥的PET和步骤（2）得到的表面活化处理的氢氧化铝，加入高速混合机中，搅拌0.5～3分钟，然后加入按重量配比称取的PPFBS、粒径在0.5nm～100nm之间的聚四氟乙烯粒子、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、TAS-2A，继续搅拌2～10分钟，使充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在270℃～290℃下熔融共混后挤出、冷却造粒，并干燥后制得PET阻燃母粒，待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PC和步骤（3）制得的PET阻燃母粒加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA），使一起搅拌3～15分钟预混后，出料加入双螺杆挤出机中，在260℃～290℃下经塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的无机纳米阻燃PC/PET合金。