專利名稱：一種玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種阻燃性及機(jī)械性能優(yōu)異的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物。
背景技術(shù)：
玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯材料由于在機(jī)械特性、電氣特性、尺寸穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于電子電器、辦公家電、車輛等領(lǐng)域。這些樹脂的阻燃性處理，通常是通過添加含溴或氯等鹵素系阻燃劑、有機(jī)磷系阻燃劑來實(shí)現(xiàn)的。但是，鹵素系阻燃劑在燃燒過程中會產(chǎn)生二惡英等有毒有害氣體和物質(zhì)，造成環(huán)境污染；同時鹵素系阻燃劑會對加工機(jī)械帶來金屬腐蝕問題，有機(jī)磷系阻燃劑由于兼有可塑劑的作用，會對其制品的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性等產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，開發(fā)一種環(huán)保型、具有高效阻燃性及優(yōu)異機(jī)械性能的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物非常必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種配方合理，應(yīng)用前景廣泛，產(chǎn)品的阻燃性及機(jī)械性能優(yōu)異的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其配方特點(diǎn)是由聚碳酸酯樹脂，無堿玻璃纖維，不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物，蜜胺硫酸鹽，聚有機(jī)硅氧化物和金屬氧化物或無機(jī)酸金屬鹽組成，各組分的重量份數(shù)為聚碳酸酯樹脂50-95份，無堿玻璃纖維5-50份，不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物1-10份，蜜胺硫酸鹽1-10份，聚有機(jī)硅氧化物0.1-10份，金屬氧化物、無機(jī)酸金屬鹽或者有機(jī)酸金屬鹽0.01-5份。
本發(fā)明所述的聚碳酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，其相對分子質(zhì)量MW為15000～40000，優(yōu)選為20000～36000的范圍。不同分子質(zhì)量的聚碳酸酯樹脂可以組合搭配使用。
本發(fā)明所述的無堿玻璃纖維作為聚碳酸酯樹脂的增強(qiáng)材料，從配合比例的精度方面、玻璃纖維的分散性和增強(qiáng)效果方面考慮，應(yīng)選擇長度3～6mm、平均纖維直徑9～13μm的短切原絲。
本發(fā)明所述的無堿玻璃纖維經(jīng)浸潤劑進(jìn)行表面處理。浸潤劑中一般作為成膜劑使用的有乙烯系化合物、環(huán)氧類化合物、聚氨脂化合物、丙烯酸化合物、聚脂類化合物等。本發(fā)明的浸潤劑中使用的有效成分是環(huán)氧類化合物，或者通過不飽和羧酸改性的環(huán)氧類化合物。作為浸潤劑的另一成分，硅烷類偶聯(lián)劑能夠有效提高玻璃纖維表面與聚碳酸酯樹脂的相容性。另外，可適當(dāng)添加潤滑劑、抗靜電劑、pH調(diào)節(jié)劑等。浸潤劑(G)的涂敷量為玻璃纖維的0.5～3.0重量％。
本發(fā)明所述的不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物，能夠有效提高玻璃纖維與聚碳酸酯樹脂的相容性，同時能夠改善本發(fā)明材料的加工流動性。
本發(fā)明所述的不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物優(yōu)選的重量份數(shù)為3-5份。
本發(fā)明所述的蜜胺硫酸鹽，作為主要的阻燃劑成分，其平均粒子直徑希望達(dá)到納米級，最好在50nm以下效果更好。若粒子直徑太大，使得阻燃劑在樹脂混合物中的分散性較差，會導(dǎo)致本發(fā)明的樹脂組成物的阻燃性和耐沖擊性變差。
本發(fā)明所述的聚有機(jī)硅氧化物作為阻燃劑成分之一，為有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物中的一種或一種以上，其中帶有支鏈結(jié)構(gòu)的、具有苯基、甲基構(gòu)造的聚硅氧烷化合物較好；經(jīng)過氨基、羧基、環(huán)氧基、酚基等基團(tuán)改性的化合物具有更好的效果。
本發(fā)明所述的聚有機(jī)硅氧化物，其優(yōu)選的重量份數(shù)為1-5。
本發(fā)明所述的金屬氧化物、無機(jī)酸金屬鹽或者有機(jī)酸金屬鹽為作為本系統(tǒng)的阻燃助劑，采用氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋇、氧化鉀、氧化銅、氧化鈣、硫酸鋇、硼酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、二十八碳酸鋇、二十八碳酸鋅、二十八碳酸鈣等中的一種或幾種，其平均粒子直徑為納米級，最好在50nm以下效果更好。
本發(fā)明所述的無堿玻璃纖維，在聚碳酸酯樹脂成分和無堿玻璃纖維成分合計(jì)100重量份的情況下，無堿玻璃纖維的比例為，考慮機(jī)械強(qiáng)度及剛性應(yīng)在10wt％以上，若考慮擠出及注塑成型的成型加工性、制品的表面效果等應(yīng)在50％wt以下，優(yōu)選的比例為10～30重量％。
本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯組成物中，在不損害阻燃性及耐沖擊性的前提下，可以添加適量的公認(rèn)的防滴劑、抗靜電劑、抗氧化劑、阻燃助劑、潤滑劑、抗菌劑、偶聯(lián)劑、顏料等，以改善材料的其他性能。
本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯的制造方法，可以通過各種攪拌器、擠出機(jī)對各種成分進(jìn)行混煉、調(diào)制。最好使用雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)過混煉、排氣、造粒，制成本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性樹脂組成物。
利用以上制成的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性樹脂組成物粒子，可以通過注塑成型、熱壓成型、平板擠出成型、異型擠出成型、真空成型等公認(rèn)的成型方法，制成各種注塑件、板材、異型材等制品，廣泛應(yīng)用于車輛部件、家電制品、辦公機(jī)器、日常用品等領(lǐng)域。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明阻燃性高，燃燒時不產(chǎn)生有害氣體，機(jī)械特性、電氣特性、尺寸穩(wěn)定性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)，其產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于電子電器、辦公家電、車輛等領(lǐng)域。阻燃劑在樹脂混合物中的分散性好，所以本發(fā)明的樹脂組成物的阻燃性和耐沖擊性好。玻璃纖維與聚碳酸酯樹脂的相容性得到提高，同時能夠使本發(fā)明材料的加工流動性也得到提高。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
本實(shí)施例的表格列舉了不同的配方組成及不同配方下產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)表1

表2

表3

*1(A)成分和(B)成分合計(jì)為100重量份。
*2以(A)成分和(B)成分合計(jì)100重量份為標(biāo)準(zhǔn)，外加的重量份數(shù)。
1.材料的評價方法實(shí)施例中對材料性能的評價方法如下(1)阻燃性依據(jù)UL-94V試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，樣條規(guī)格為1.6mm×12.7mm×127mm。
(2)拉伸強(qiáng)度依據(jù)ISO527試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)彎曲強(qiáng)度依據(jù)ISO178試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)耐沖擊性依據(jù)ISO179試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測定了材料的帶缺口簡支梁沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)。
2.本發(fā)明的阻燃性樹脂組成物成分(1)A成分A1雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝25000A2雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝15000A3雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝30000A4雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝35000A5雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝40000
A6雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，MW＝20000(2)B成分B1無堿玻璃纖維，平均直徑11μm，短切長度4.5mm，用本發(fā)明浸潤劑進(jìn)行表面處理。
(3)C成分C1不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物苯乙烯-馬來酸酐無規(guī)共聚物(4)D成分D1蜜胺硫酸鹽硫酸三聚氰胺鹽(4)E成分E1高分子量甲基苯基類聚硅氧烷化合物N-苯基-3-氨丙基三甲基硅氧烷樹脂E2低分子量甲基苯基類聚硅氧烷化合物3-縮水甘油丙基甲基硅氧烷(5)F成分F1氧化鋅F2硫酸鋇F3硬脂酸鋅F4二十八碳酸鋇F5硼酸鋅3.實(shí)施例1~12、比較例1～2按照表1、2、3所記載的配比，將各種成分準(zhǔn)確稱量后，使用高速攪拌機(jī)混合均勻；通過雙螺桿擠出機(jī)(料筒溫度280~290℃)對混合料進(jìn)行熔融混煉、造粒，制得本發(fā)明的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性樹脂組成物粒子。將該粒子進(jìn)行充分干燥后，利用注塑成型機(jī)(料筒溫度270~280℃)制成評價用的試驗(yàn)樣條，然后根據(jù)上述的評價方法對材料的阻燃性和機(jī)械性能進(jìn)行了評價。
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其配方特征是由聚碳酸酯樹脂，無堿玻璃纖維，不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物，蜜胺硫酸鹽，聚有機(jī)硅氧化物和金屬氧化物或無機(jī)酸金屬鹽組成，各組分的重量份數(shù)為聚碳酸酯樹脂50-95份，無堿玻璃纖維5-50份，不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物1-10份，蜜胺硫酸鹽1-10份，聚有機(jī)硅氧化物0.1-10份，金屬氧化物、無機(jī)酸金屬鹽或者有機(jī)酸金屬鹽0.01-5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的聚碳酸酯樹脂為雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，其相對分子質(zhì)量MW為15000~40000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的無堿玻璃纖維經(jīng)浸潤劑進(jìn)行涂敷，浸潤劑是含有環(huán)氧類化合物和/或通過不飽和羧酸改性的環(huán)氧類化合物的浸潤劑，按重量百分比，涂敷量為玻璃纖維的0.5~3.0％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的聚有機(jī)硅氧化物，其重量份數(shù)為1-5，不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物的重量份數(shù)為3-5份，無堿玻璃纖維的重量份數(shù)為10-30份，蜜胺硫酸鹽的重量份數(shù)為5-8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的聚有機(jī)硅氧化物為有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物中的一種或一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的金屬氧化物、無機(jī)酸金屬鹽或者有機(jī)酸金屬鹽為氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鋇、氧化鉀、氧化銅、氧化鈣、硫酸鋇、硼酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、二十八碳酸鋇、二十八碳酸鋅、二十八碳酸鈣等中的一種或幾種，其平均粒子直徑為納米級。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的雙酚A型芳香族聚碳酸酯樹脂，其相對分子質(zhì)量MW為20000~36000。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物為經(jīng)過氨基、羧基、環(huán)氧基、酚基等基團(tuán)改性的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其特征是所述的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物為經(jīng)過氨基、羧基、環(huán)氧基、酚基等基團(tuán)改性的有機(jī)硅化合物、聚有機(jī)硅氧烷化合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃性及機(jī)械性能優(yōu)異的熱塑性樹脂組成物，具體是一種玻璃纖維增強(qiáng)阻燃性聚碳酸酯樹脂組成物，其成分質(zhì)量百分比為聚碳酸酯樹脂50～95、無堿玻璃纖維50～5、(C)不飽和羧酸與苯乙烯的共聚物，外加1～10、(D)蜜胺硫酸鹽，外加1～10、(E)聚有機(jī)硅氧化物，外加0.1～10、(F)金屬氧化物或者無機(jī)酸金屬鹽，外加0.01－5。其中(B)無堿玻璃纖維經(jīng)過含有環(huán)氧樹脂的(G)浸潤劑進(jìn)行表面處理。本發(fā)明的目的是提供一種阻燃性及機(jī)械性能優(yōu)異的玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯樹脂組成物及其成型品，其具有環(huán)保、高效阻燃性及優(yōu)異的機(jī)械性能。
文檔編號C08K5/36GK101074314SQ20071006926
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者張萬虎 申請人:巨石集團(tuán)有限公司