本發(fā)明屬于阻燃母粒制備領(lǐng)域，涉及一種透明PC材料用阻燃母粒及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PC)具有突出的沖擊性能、透明性、尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)良的力學(xué)性能和電性能，較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(140℃～150℃)、熱變形溫度(132℃～138℃)，以及較寬的使用溫度范圍(-60℃～120℃)廣泛應(yīng)用于電子電氣、建筑、包裝、醫(yī)療器械、光學(xué)儀器、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，并迅速向航空、航天、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域發(fā)展。PC的阻燃性(氧指數(shù)為21％～24％，阻燃性能達(dá)到UL94V-2級(jí))雖然優(yōu)于普通的熱塑性聚合物(如聚乙烯、聚丙烯等)，但仍難以滿足某些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅艿囊?，因此須?duì)PC進(jìn)行阻燃改性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種透明PC材料用阻燃母粒及其制備方法和應(yīng)用。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一方面，本發(fā)明提供一種透明PC材料用阻燃母粒，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中PC樹脂的用量為30-40％，例如32％、34％、36％、38％或40％。
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中聚丙烯的用量為20-40％，例如21％、22％、24％、26％、28％、30％、32％、35％、38％或39％。
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中溴代環(huán)氧樹脂的用量為1-5％，例如1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％。
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中三氧化二銻的用量為2-5％，例如2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.3％、4.5％、4.8％或5％。
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中有機(jī)硅的用量為1-10％，例如1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
在本發(fā)明中，所述透明PC材料用阻燃母粒的原料中雙酚A的用量為15-20％，例如15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％或20％。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
在本發(fā)明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述PC樹脂的相對(duì)密度為1.18-1.22，例如1.18、1.19、1.20、1.21或1.22。
在本發(fā)明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述PC樹脂的成型收縮率為0.5％～0.8％，例如0.55％、0.58％、0.6％、0.63％、0.65％、0.68％、0.7％、0.73％、0.75％、0.78％或0.8％。
在本發(fā)明所述的透明PC材料用阻燃母粒中，所述有機(jī)硅為硅脂、硅乳液、硅橡膠、硫化硅橡膠或硅樹脂中的任意一種或至少兩種的組合。
優(yōu)選地，所述有機(jī)硅為聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷或聚倍半硅氧烷中的任意一種或至少兩種的組合。
在本發(fā)明中，三氧化二銻和溴代環(huán)氧樹脂對(duì)于提高所述母粒的阻燃性能具有協(xié)同作用，使得阻燃性可以達(dá)到V0級(jí)。
另一方面，本發(fā)明提供如第一方面所述的透明PC材料用阻燃母粒的制備方法，所述方法為：將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A共混摻雜，而后擠出得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
在本發(fā)明所述的透明PC材料用阻燃母粒的制備方法中，所述共混摻雜時(shí)的攪拌速率為100-200r/min，例如105r/min、110r/min、115r/min、120r/min、125r/min、130r/min、135r/min、140r/min、145r/min、150r/min、155r/min、160r/min、165r/min、170r/min、175r/min、180r/min、185r/min、190r/min或195r/min。
優(yōu)選地，所述擠出在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為250-300℃，例如255℃、260℃、265℃、270℃、275℃、280℃、285℃、290℃、295℃或298℃。
優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min-400r/min，例如255r/min、260r/min、265r/min、270r/min、275r/min、280r/min、290r/min、300r/min、310r/min、320r/min、330r/min、340r/min、350r/min、360r/min、370r/min、380r/min或390r/min。
作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述PC材料用阻燃母粒的制備方法為：將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在100-200r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為250-300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min-400r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
另一方面，本發(fā)明提供了如第一方面所述的透明PC材料用阻燃母粒在PC材料中的應(yīng)用。
優(yōu)選地，所述透明PC材料用阻燃母粒在PC樹脂中的添加量為3-10％，例如3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或9.8％，優(yōu)選5％。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明的PC材料用阻燃母粒由30-40％PC樹脂、20-40％聚丙烯、1-5％溴代環(huán)氧樹脂、2-5％三氧化二銻、1-4％有機(jī)硅和15-20％雙酚A制備而得，通過共混摻雜，擠出成型制備得到所述透明PC材料用阻燃母粒，該母粒具有良好的阻燃性，其中三氧化二銻和溴代環(huán)氧樹脂對(duì)于提高該母粒的阻燃性能具有協(xié)同作用，使得阻燃性可達(dá)V0級(jí)，透明度好，是一種通用級(jí)共混摻雜阻燃母粒，以1％的添加量加入至PC材料中不影響PC材料的透明性，可以直接注塑成型，使得PC材料的阻燃性達(dá)到V0級(jí)。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
在本實(shí)施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
其制備方法如下：
將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在200r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為300℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
其制備方法如下：
將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在100r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
其制備方法如下：
將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在150r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
其制備方法如下：
將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在200r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為400r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
實(shí)施例5
在本實(shí)施例中，所述透明PC材料用阻燃母粒由質(zhì)量百分比如下的原料制備得到：
其制備方法如下：
將PC樹脂、溴代環(huán)氧樹脂、三氧化二銻、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A在180r/min的攪拌速率下共混摻雜，而后在雙螺桿擠出機(jī)中擠出，所述雙螺桿擠出機(jī)螺桿區(qū)域的預(yù)熱溫度為280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，得到所述透明PC材料用阻燃母粒。
對(duì)比例1
在該對(duì)比例中不加入三氧化二銻和溴代環(huán)氧樹脂，僅由PC樹脂、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A來制備母粒，四者保持與實(shí)施例1中相同的質(zhì)量比，即PC樹脂、聚丙烯、有機(jī)硅和雙酚A的質(zhì)量比為35:33:3:20，制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例2
在該對(duì)比例中母粒的制備原料中不使用溴代環(huán)氧樹脂，三氧化二銻使用量為9％，其余原料與原料用量均與實(shí)施例1相同，制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例3
在該對(duì)比例中母粒的制備原料中不使用三氧化二銻，溴代環(huán)氧樹脂使用量為9％，其余原料與原料用量均與實(shí)施例1相同，制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例4
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例5
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例6
該對(duì)比例與實(shí)施例3的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例7
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例8
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例9
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)比例10
該對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，母粒由以下原料制備得到：
制備方法與實(shí)施例1中相同。
對(duì)實(shí)施例1-5和對(duì)比例1-10制備的母粒的阻燃性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，實(shí)施例1-5得到的阻燃母粒的阻燃性能均能達(dá)到1.6mm V0級(jí)。而對(duì)比例1-10的阻燃性僅能達(dá)到V2級(jí)。
此外將實(shí)施例1-5以及對(duì)比例1-10制備得到的母粒以1％的添加量加入至PC材料中，測(cè)試材料的透明度變化并測(cè)試材料的阻燃性能，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的通用級(jí)共混摻雜透明PC材料用阻燃母粒及其制備方法和應(yīng)用，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述實(shí)施例才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。