一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，具体涉及一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯及其制备方法。

背景技术

PC树脂因其高强度和高韧性的特性广泛用于汽车内饰、家电及各类电子电器，包括汽车门把手、中央扶手箱和家电外壳等。随着人们生活水平越来越高，汽车和家电行业快速发展的同时，PC树脂的用量越来越大。PC树脂虽具有优越的性能，但由于其本身强度不足，限制了其在其他领域的发展。本发明考虑对PC树脂进行材料改性，使其具备预定的特有改性功能，从而满足民用纺织、消防防护服、防切割手套等特殊需求。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有PC树脂存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：解决PC树脂由于其本身强度不足，难以加工，限制其在其他领域发展的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量份计包括以下组分：PC树脂40～75份；增韧剂10～20份；阻燃剂10～30份；裂解剂5～10份；抗氧剂0.2～0.6份；润滑剂0.1～0.5份。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述PC树脂为门尼粘度0.8～1.0之间的一种或几种复配而成。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述增韧剂为聚烯烃弹性体、MBS、EMA中的一种或两种组成。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述裂解剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)-3-己炔、过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)、过氧化二叔丁基中的一种或两种复合。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述阻燃剂为溴代三嗪、二苯基砜磺酸盐，四溴双酚A中的一种或两种与三氧化二锑复配组成。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或两种复合。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的一种优选方案，其中：所述润滑剂为硅酮粉、硬脂酸盐、季戊四醇硬脂酸中的至少一种。

为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：S1：按照重量份数称量所述PC树脂、所述增韧剂、所述阻燃剂、所述裂解剂、所述抗氧剂及所述润滑剂；S2：混合上述各原料；S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

作为本发明所述的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法的一种优选方案，其中：双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

本发明的有益效果：本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯及其制备方法，通过加入裂解剂，使PC树脂轻微裂解，使复合材料更容易加工，从而能轻易纺丝，同时加入增韧剂和阻燃剂，使用较好的增韧体系和适当的阻燃剂配比，使复合材料阻燃级别达到了1.6mm V0等级，拉伸强度可达61Mpa，大大提高了普通纺丝强度和阻燃性，满足民用纺织、消防防护服、防切割手套等特殊需求的应用要求。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

PC树脂虽具有优越的性能，但由于其本身强度不足，难以加工，限制了其在其他领域的发展。

故此，本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯及其制备方法，具体参见以下实施例及试验结果对比例；

实施例：

实施例1

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂69.4％；增韧剂10％；阻燃剂15％；裂解剂5％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂门尼粘度为0.8。

其中，增韧剂为聚烯烃弹性体。

其中，裂解剂为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)-3-己炔。

其中，阻燃剂为溴代三嗪与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

其中，润滑剂为硅酮粉。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

实施例2

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂66.4％；增韧剂10％；阻燃剂18％；裂解剂5％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂门尼粘度为1.0。

其中，增韧剂为MBS。

其中，裂解剂为过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)。

其中，阻燃剂为二苯基砜磺酸盐与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。

其中，润滑剂为硬脂酸盐。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

实施例3

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂59.4％；增韧剂15％；阻燃剂15％；裂解剂10％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂门尼粘度为0.9。

其中，增韧剂为EMA。

其中，裂解剂为过氧化二叔丁基。

其中，阻燃剂为四溴双酚A与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂为硫代酯类抗氧剂。

其中，润滑剂为季戊四醇硬脂酸。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

实施例4

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂56.4％；增韧剂15％；阻燃剂18％；裂解剂10％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂由门尼粘度0.8和门尼粘度1.0复配而成。

其中，增韧剂由聚烯烃弹性体及MBS复配而成。

其中，裂解剂由2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)-3-己炔及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)复配而成。

其中，阻燃剂由溴代三嗪及二苯基砜磺酸盐与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂由受阻酚类抗氧剂及亚磷酸酯类抗氧剂复配组成。

其中，润滑剂由硅酮粉及硬脂酸盐复配组成。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

对比例：

对比例1

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂72.4％；增韧剂10％；阻燃剂12％；裂解剂5％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂由门尼粘度0.8和门尼粘度0.9复配而成。

其中，增韧剂由EMA及MBS复配而成。

其中，裂解剂由过氧化二叔丁基及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)复配而成。

其中，阻燃剂由四溴双酚A及二苯基砜磺酸盐与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂由硫代酯类抗氧剂及亚磷酸酯类抗氧剂复配组成。

其中，润滑剂由季戊四醇硬脂酸及硬脂酸盐复配组成。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

对比例2

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯，按质量百分比计包括以下组分：PC树脂67.4％；增韧剂15％；阻燃剂12％；裂解剂5％；抗氧剂0.2％；润滑剂0.4％。

其中，PC树脂由门尼粘度0.8和门尼粘度0.9复配而成。

其中，增韧剂由EMA及MBS复配而成。

其中，裂解剂由过氧化二叔丁基及过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)复配而成。

其中，阻燃剂由四溴双酚A及二苯基砜磺酸盐与三氧化二锑复配组成。

其中，抗氧剂由硫代酯类抗氧剂及亚磷酸酯类抗氧剂复配组成。

其中，润滑剂由季戊四醇硬脂酸及硬脂酸盐复配组成。

额外的，本发明还提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯的制备方法，通过以下步骤进行制备：

S1：按照重量份数称量PC树脂、增韧剂、阻燃剂、裂解剂、抗氧剂及润滑剂；

S2：混合上述各原料；

S3：将各原料加入至双螺杆挤出机中，设定双螺杆挤出机各项参数至预设值；

S4：开启双螺杆挤出机进行造粒；

S5：将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时即可。

进一步的，双螺杆挤出机的各项参数预设值具体包括：设定各段温度为230℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，250℃，240℃，250℃，265℃，模头设定为265℃，螺杆转速设定为500rpm/min。

为了验证本发明的效果性能，如下表1进行配比：

表1：实施例与对比例按照重量百分比配比的组成

其中，增韧剂含量在10-15％，阻燃剂12～18％是很关键的一个环节，经过无数次的实验和摸索，增韧剂含量在10-15％，阻燃剂12～18％才能达到本发明的目的。

按照表1的比例配料，加入按已设置好温度的双螺杆挤出机中，造粒后将粒子在100℃真空干燥器中干燥4小时,将干燥好的粒料按照国标制备测试样条，进行检测，检测结果如下表2所示：

表2检测结果表

通过表2的性能对比可知，本发明提供的高强度阻燃纺丝聚碳酸酯由于使用了较好的增韧体系和适当的阻燃剂配比，阻燃等级达到了1.6mm V0等级，拉伸强度可达61Mpa，阻燃UL94-V0级，满足了民用纺丝及消防防护服、防切割手套及阻燃要求。

本发明提供一种高强度阻燃纺丝聚碳酸酯及其制备方法，通过加入裂解剂，使PC树脂轻微裂解，使复合材料更容易加工，从而能轻易纺丝，同时加入增韧剂和阻燃剂，使用较好的增韧体系和适当的阻燃剂配比，使复合材料阻燃级别达到了1.6mm V0等级，拉伸强度可达61Mpa，大大提高了普通纺丝强度和阻燃性，满足民用纺织、消防防护服、防切割手套等特殊需求的应用要求。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。