抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料及其制备方法

抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）均属通用工程塑料。PC性能优异，尤其是冲击强度高，在工程塑料中居首位，而且耐蠕变性好，玻璃化温度高，可在120℃～130℃的范围内连续使用，有良好的电绝缘性和尺寸稳定性。但是PC的熔体粘度大，流动性差，耐溶剂性差，耐磨性差。PBT是一种结晶速度较快的热塑性工程塑料，具有优异的耐溶剂性，熔体流动性好，但PBT的玻璃化温度低，高温刚性不足，缺口敏感性大。因此，将PC和PBT进行共混改性，可克服PBT耐热性差、耐冲击性低、缺口冲击强度不高的缺点，同时弥补了PC耐化学药品性、成型加工性和耐磨性的不足，具有很好的实用前景。然而，由于PC为非结晶聚合物，PBT为结晶聚合物，因此，共混PC/PBT合金材料属典型的非结晶与结晶聚合物共混体系，其界面黏合不良，冲击强度低，而且PC/PBT的阻燃性不好，抗静电性能不足。

由于PC燃烧时会放出CO₂能自熄，其氧指数为21%～24%，不能满足一些领域对阻燃性能的要求，对其进行阻燃就显得非常必要。卤素阻燃剂虽然阻燃效果令人满意，但卤素阻燃剂在燃烧时易放出有刺激性和腐蚀性的卤化氢气体，特别是一些含卤素类阻燃体系在高温裂解及燃烧时，产生有毒的多溴代二苯并呋喃（PBDF）及多溴代二苯并嗯烷（PBDD），这对生命与财产安全构成严重威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相容性好、耐低温冲击强度高、尺寸稳定、抗静电效果优良和具有阻燃高效、安全、抑烟、无毒和环保条件好的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 30%～60%、PBT 30%～60%、复配型无卤阻燃剂10%～25%、抗静电母粒2%～5%、增容剂0.5%～2%、亚磷酸三苯酯0.5%～1%、分散剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的PC为聚碳酸酯。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯。

所述的复配型无卤阻燃剂是以50wt%双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）、25%氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）和25%纳米蒙脱土组成的三元复配物。

所述的抗静电母粒由65wt%载体、30wt%抗静电剂和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒，其中，所述的载体为低分子聚乙烯，抗静电剂为双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵、季铵盐类化合物、烷基磺酸盐、硬脂酸单甘酯（GMS）、聚醚酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）中的一种。

所述的增容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。

所述的分散剂为EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；

（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（3）按重量配比称取双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）50wt%、氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；

（4）制备抗静电母粒：配料和按重量称取载体、抗静电剂和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；

（5）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和复配型无卤阻燃剂加入高速混合机，混合均匀，再加入按重量配比称取的抗静电母粒、增容剂、亚磷酸三苯酯、分散剂和抗氧剂，使一起充分混合10～30分钟；

（6）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在210℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料。

本发明加入亚磷酸三苯酯的目的是抑制PC与PBT之间的酯交换反应的发生。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明的PC/PBT合金材料不仅兼备了PC和PBT各自的优点，其相容性好，综合性能优良，而且具有高阻燃性，可使垂直燃烧达到UL94V-0级别，且低烟、无毒和符合环保要求，同时抗静电效果好，表面电阻率达10⁸～10¹⁰Ω·cm，耐低温冲击强度高，尺寸稳定和表面光泽外观好。本发明提出的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料的制备工艺简单，操作方便，成本低。

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：

一种抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 40%、PBT 40%、复配型无卤阻燃剂12%、抗静电母粒4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）1%、亚磷酸三苯酯1%、EVA蜡1.5%、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。其中，所述的复配型无卤阻燃剂是以50wt%双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）、25%氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）和25%纳米蒙脱土组成的三元复配物，所述的抗静电母粒由65wt%低分子聚乙烯、30wt%双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。

制备方法：（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）按重量配比称取双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）50wt%、氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（4）制备抗静电母粒：配料和按重量称取低分子聚乙烯、双（2-羟乙基）辛基甲基双对甲苯磺酸铵和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（5）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和复配型无卤阻燃剂加入高速混合机，混合均匀，再加入按重量配比称取的抗静电母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、亚磷酸三苯酯、EVA蜡和受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，使一起充分混合10～30分钟；（6）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在210℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料。

实施例2：

一种抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 55%、PBT 20%、复配型无卤阻燃剂18%、抗静电母粒5%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）0.5%、亚磷酸三苯酯0.5%、TAS-2A 0.6%、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.4%。其中，所述的复配型无卤阻燃剂是以50wt%双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）、25%氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）和25%纳米蒙脱土组成的三元复配物，所述的抗静电母粒由65wt%低分子聚乙烯、30wt%硬脂酸单甘酯（GMS）和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。

制备方法：（1）将PC在120℃～130℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.02%以下，待用；（2）将PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）按重量配比称取双酚A双二苯基磷酸酯（BDP）50wt%、氧杂膦菲阻燃剂（DOPMI）25wt%和纳米蒙脱土25wt%，使混合均匀，制得复配型无卤阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；（4）制备抗静电母粒：配料和按重量称取低分子聚乙烯、硬脂酸单甘酯（GMS）和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、挤出、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（5）按重量配比称取干燥处理后的PC、PBT和复配型无卤阻燃剂加入高速混合机，混合均匀，再加入按重量配比称取的抗静电母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、亚磷酸三苯酯、TAS-2A和受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，使一起充分混合10～30分钟；（6）再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在210℃～255℃，螺杆转速为300～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的抗静电无卤阻燃PC/PBT合金材料。