一種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚 碳酸酯合金材料。
【背景技術】
[0002] 聚碳酸酯是世紀年代末發(fā)展起來的重要熱塑性工程塑料它具有優(yōu)異而均衡的力 學、熱性能、電性能和成型加工性能，產品廣泛應用于光學、電子電器、汽車工業(yè)、機械制造 等方面。自年后，已超過成為第一大通用工程塑料品種。但存在熔體貓度高，流動性比較差， 易高溫水解、耐有機溶劑侵蝕性較差、電絕緣性一般，產品內應力大等缺陷，由此將與其它 塑料共混改性，研制出一系列合金，不僅能有針對性地改進性能上的不足，拓寬產品的加工 和應用范圍，甚至能降低生產成本。盡管聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，但是在生產一些 薄壁制品時，阻燃性能仍不足以達到人們期望的要求，因此，仍需要尋找較好的阻燃制品。 傳統(tǒng)的阻燃劑都是含鹵素類，這類阻燃劑燃燒時，產生濃煙，同時又產生有毒氣體，在燃燒 時造成二次危害而嚴重影響人們生命財產安全。因此，開發(fā)無鹵阻燃的并且強度理想的聚 碳酸酯材料越來越受到研發(fā)人員的重視。
[0003] 聚酰胺俗稱尼龍(Nylon)，它是大分子主鏈重復單元中含有酰胺基團的高聚物的 總稱。PA具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑 性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性， 提高性能和擴大應用范圍。聚碳酸酯(PC)具有剛性高，強度大，耐溫高的特點。但是聚碳酯 材料具有脆性，尤其在低溫范圍內對缺葉分敏感，因而在實際應用中受到了限制。
[0004] 當PC和PA6制成合金后，其優(yōu)點和缺點可以互補，這樣就可以擴大合金的應用領 域。但是，由于二者的溶解參數(shù)相差較大，導致共混時會產生明顯的分層現(xiàn)象，并且容易發(fā) 生氨基交換反應，導致二者的分子量降低，從而影響合金材料的性能。故本發(fā)明在體系中加 入一定量的相容劑，提高二者相容性，避免分層現(xiàn)象，同時減少及消除氨基交換反應，使合 金材料的性能得到優(yōu)化和提高。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明是要克服上述現(xiàn)有技術中存在的不足，目的是提供一種具有低膨脹系數(shù)、 良好低溫韌性、高模量并且具有拔萃的阻燃效果以及在燃燒時無鹵素釋放的無鹵阻燃的玄 武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強 的聚碳酸酯合金材料，其特征在于其是由以下按重量份數(shù)配比的原料組成：
[0007] 聚碳酸酯樹脂70~85份；
[0008] 聚酰胺7.5~10份；
[0009] 玄武巖纖維8~14份；
[0010] 相容劑5~20份；
[0011] 抗氧劑0.3~0.7份；
[0012]輕質碳酸鈣3~8份；
[0013] 金屬磷酸鹽27~36份；
[0014] 潤滑劑0.6~0.9份；
[0015] 增韌劑14~19份；
[0016] 所述的聚碳酸酯樹脂為雙酸A型聚碳酸酯樹脂。
[0017] 所述的聚酰胺為聚酰胺-6。
[0018] 所述的玄武巖纖維為連續(xù)玄武巖纖維，纖維直徑為5_15μπι。
[0019] 所述的相容劑為乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物或丙烯酸-馬來酸酐共聚物。
[0020] 所述的抗氧劑為指2,5二特丁基對苯二酚。
[0021 ]所述的輕質碳酸鈣為經過表面處理的活性碳酸鈣。
[0022]所述的金屬磷酸鹽為質量百分比為50%的聚磷酸銨與質量百分比為50%的三聚 氰胺尿酸鹽的混合物。
[0023]所述的潤滑劑為硬脂酸鋅。
[0024]所述的增韌劑為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
[0025] -種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0026]步驟一、將聚碳酸酯樹脂70~85份;聚酰胺7.5~10份；玄武巖纖維8~14份;相容 劑5~20份;抗氧劑0.3~0.7份;輕質碳酸鈣3~8份;金屬磷酸鹽27~36份;潤滑劑0.6~0.9 份;增韌劑14~19份混合均勻；
[0027] 步驟二、將步驟一中混合均勻后的物料從雙螺桿擠出機的主加料口加入，將玄武 巖纖維從所述雙螺桿擠出機的側加料口加入，控制雙螺桿擠出機從喂料段到機頭的各區(qū)溫 度依次為 230°C、255°C、265°C、270°C、270°C、270°C、265°C、265°C、265°C、260°C 和 255°C，螺 桿轉速為240rpm，喂料速度為59rpm，擠出造粒，得到玄武巖纖維增強聚碳酸酯復合材料;所 述雙螺桿擠出機的擠出螺桿長徑比為44-55。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金 材料具有耐高模量，較高的剛性，適合生產精度要求較高的汽車零部件：彎曲強度105~ 140MPa,彎曲模量3400~4115MPa,斷裂伸長率15~20%，缺口沖擊強10~15.6KJ/m2(-40°C 下），熱變形溫度110~133°C，阻燃性達V-0(UL-94-l. 6mm);由于在燃燒時不會釋放有毒有 害的鹵素，因而不會造成二次危害。
【具體實施方式】
[0029] 以下結合具體實施例，對本發(fā)明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本 發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。
[0030] -種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料，由以下按重量份數(shù)配比的 原料組成：
[0031] 聚碳酸酯樹脂70~85份；
[0032] 聚酰胺7.5~10份；
[0033] 玄武巖纖維8~14份；
[0034] 相容劑5~20份；
[0035] 抗氧劑0.3~0.7份；
[0036]輕質碳酸鈣3~8份；
[0037] 金屬磷酸鹽27~36份；
[0038] 潤滑劑0.6~0.9份；
[0039] 增韌劑14~19份；
[0040] -種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0041 ]步驟一、將聚碳酸酯樹脂70~85份;聚酰胺7.5~10份；玄武巖纖維8~14份;相容 劑5~20份;抗氧劑0.3~0.7份;輕質碳酸鈣3~8份;金屬磷酸鹽27~36份;潤滑劑0.6~0.9 份;增韌劑14~19份混合均勻；
[0042]步驟二、將步驟一中混合均勻后的物料從雙螺桿擠出機的主加料口加入，將玄武 巖纖維從所述雙螺桿擠出機的側加料口加入，控制雙螺桿擠出機從喂料段到機頭的各區(qū)溫 度依次為 230°C、255°C、265°C、270°C、270°C、270°C、265°C、265°C、265°C、260°C 和 255°C，螺 桿轉速為240rpm，喂料速度為59rpm，擠出造粒，得到玄武巖纖維增強聚碳酸酯復合材料;所 述雙螺桿擠出機的擠出螺桿長徑比為44-55。
[0043] 實施例1:
[0044] 本實施例的一種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料，由以下按重量 份數(shù)配比的原料組成： 雙酚A型聚碳酸酯樹脂 70份;
[0045] 聚酰胺，6 10份； 長度為3mm.玄武巖纖維 10份； 乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物 5份
[0046] 2,5二特丁基對苯二酚 0.7份； 經過表面處理的活性碳酸鈣 3份；
[0047]質量百分比為50%的聚磷酸銨與質量百分比為50%的三聚氰胺尿酸鹽的混合物 27份；
[0048]硬脂酸鋅 0.6份；
[0049]丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 19份；
[0050] 本實施例的玄武巖纖維增強聚碳酸酯復合材料的制備方法為：
[0051] 步驟一、將雙酚A型聚碳酸酯樹脂70份;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物19份;聚酰 胺-610份；2，5二特丁基對苯二酚0.7份;經過表面處理的活性碳酸鈣3份；質量百分比為 50%的聚磷酸銨與質量百分比為50%的三聚氰胺尿酸鹽的混合物27份;長度為3mm玄武巖 纖維10份;硬脂酸鋅0.6份;乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物5份混合均勻；
[0052]步驟二、將步驟一中混合均勻后的物料從雙螺桿擠出機的主加料口加入，將玄武 巖纖維從所述雙螺桿擠出機的側加料口加入，控制雙螺桿擠出機從喂料段到機頭的各區(qū)溫 度依次為 230°C、255°C、265°C、270°C、270°C、270°C、265°C、265°C、265°C、260°C 和 255°C，螺 桿轉速為240rpm，喂料速度為59rpm，擠出造粒，得到玄武巖纖維增強聚碳酸酯復合材料;所 述雙螺桿擠出機的擠出螺桿長徑比為44。
[0053] 實施例2:
[0054] 本對實施例中一種無鹵阻燃的玄武巖纖維增強的聚碳酸酯合金材料，由以下按重 量份數(shù)配比的原料組成： 雙鼢A型聚碳酸酯樹脂 85份； 聚酰胺-6 7,5份； 長度為