CN112824450A - 一种耐低温高流动阻燃pc - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种耐低温高流动阻燃PC。本发明制备的一种耐低温高流动阻燃PC由如下重量份的原料所制备：聚硅氧烷‑双酚A聚碳酸酯共聚物10‑50wt％、聚酯‑双酚A聚碳酸酯共聚物5‑30wt％、四溴双酚A聚碳酸酯‑双酚A聚碳酸酯共聚物10‑50wt％和通用聚碳酸酯为10‑50wt％。本发明所制备的耐低温高流动阻燃PC在‑50℃仍具备冲击韧性，根据ASTM D256‑04，在3.2mm厚的模塑的NII实验样品上测得；耐低温高流动阻燃PC在300℃和1.2kg的载荷和6分钟的停留时间下的熔体体积速率为15.0‑20.5cc/10min，根据ASTM D1238‑04测得；耐低温高流动阻燃PC的阻燃等级可以达到UL94 V0级。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种耐低温高流动阻燃PC(聚碳酸酯)。
背景技术
目前，在我们生活的方方面面都需要用到高分子材料，随着科技的进步，我们对材料的使用性能要求越来越高，但目前现有技术中的高分子材料通常在某一方向上拥有优异性能的同时可能在另一方向的性能较差。
聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物在低温下具有优异的延性保持率，但是其加工流动性较差，不能满足必要的模具填充要求。现有技术中通过将具有加工流动性的聚合物与聚硅氧烷聚碳酸酯共聚物组合起来，使所制备的聚合物既保持低温的抗冲击性能又有良好的加工稳定性。中国专利CN102227473A公开了一种具有高流动性和延展性的透明的热塑性组合物以及由其制备的制品，其中将聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物和聚(脂肪族酯)-聚碳酸酯共聚物结合起来，使共混物在-40℃保持100％的延性和高达22cc/10min的熔体体积速率(在300℃在1.2kg的载荷下)。
聚芳基醚酮类树脂具有优异的耐溶剂性、耐火性、低磨损率、耐磨性和高强度，但是聚芳基醚酮树脂的玻璃化转变温度较低，限制了它们在高温下承受载荷条件下的应用。中国专利CN101802092A通过将聚芳基醚酮类树脂与聚碳酸酯树脂共聚物混合，所制备的混合物相比于聚芳基醚酮类树脂的高温承载能力大幅度提高，聚芳基醚酮类树脂在160-200℃时具有188-204MPa的模量，聚芳基醚酮类树脂与聚碳酸酯树脂混合物在160-200℃时的模量可达349-661MPa。
因此在高分子材料领域将几种共聚物结合起来组成混合物，使所制备的混合物同时发挥每种共聚物的特性是一个研究的趋势，但将几种聚合物混合如何克服混合过程中聚合物的相容性问题，并使混合物可以发挥每个单一聚合物的特性是研究过程的一个难题。
发明内容
本发明将聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯共聚物、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物和通用聚碳酸酯4种聚合物混合制备了一种耐低温高流动阻燃PC。
本发明提供的技术方案如下：
一种耐低温高流动阻燃PC，由如下重量份的原料所制备：聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物10-50wt％、聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物5-30wt％、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物10-50wt％和通用聚碳酸酯为10-50wt％。
进一步的，聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
式中，R和Me各自独立的是C1-C10烷基、C6-C18芳基，或者卤化的或烷氧基化的C1-C10烷基或C6-C18芳基；
聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为22000-35000，聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物中硅氧烷单元的含量为16-22wt％。
进一步的，聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
式中，m＝8-10；
聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为20000-30000。
进一步的，四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为20000-30000。
进一步的，通用聚碳酸酯选自芳香族聚碳酸酯中的一种或者几种。
进一步的，聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物中硅氧烷单元的含量为20-22wt％。
进一步的，本发明公开的一种耐低温高流动阻燃PC，还包括助剂。
进一步的，助剂为抗滴落剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂中的一种或几种。
进一步的，抗滴落剂为聚四氟乙烯树脂类抗滴落剂。
进一步的，抗氧化剂为酚类抗氧化剂以及亚磷酸酯抗氧化剂中的至少一种；
进一步的，紫外线吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类，以及受阻胺类紫外线吸收剂中的至少一种。
进一步的，润滑剂为脂肪酸酰胺润滑剂或者二甲基硅油。
进一步的，本发明公开的一种耐低温高流动阻燃PC中助剂的含量为1-10wt％。
进一步的，本发明公开的聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物由聚硅氧烷、双酚A、碱金属氢氧化物、惰性有机溶剂、催化剂、封端剂和光气进行无规则共聚得到。
进一步的，本发明公开的聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物由脂肪族酯、双酚A、碱金属氢氧化物、惰性有机溶剂、催化剂、封端剂和光气进行无规则共聚得到。
进一步的，本发明公开的四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物由四溴双酚A、双酚A、碱金属氢氧化物、惰性有机溶剂、催化剂、封端剂和光气进行无规则共聚得到。
进一步的，碱金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步的，惰性有机溶剂选自二氯甲烷、三氯乙烯、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、苯、甲苯、间-/邻-/对-二甲苯和氯苯及其混合物。
进一步的，催化剂可选自四丁铵、三丁基苄基铵、四乙基铵的氢氧化物、氯化物、三乙胺、甲基三丁基氯化铵或溴化物。
进一步的，封端剂选自苯酚、对枯基苯酚、对叔丁基苯酚、辛基苯酚或三苯甲基苯酚。
进一步的，本发明公开的一种耐低温高流动阻燃PC，采用如下方法制备：按质量百分比称取聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯共聚物、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物以及助剂并进行混合，将混合物加入挤出机中，挤出拉条经水槽冷却后切粒，即得到耐低温高流动阻燃PC。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明将聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物、聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物和通用碳酸酯等四种聚合物共混制备共聚PC。本发明所制备的耐低温高流动阻燃PC，在-50℃仍具备冲击韧性，根据ASTM D256-04，在3.2mm厚的模塑的NII实验样品上测得；耐低温高流动阻燃PC在300℃和1.2kg的载荷和6分钟的停留时间下的熔体体积速率为15.0-20.5cc/10min，根据ASTM D1238-04测得；耐低温高流动阻燃PC的阻燃等级可以达到UL94 V0级。此外本发明制备的PC中添加了助剂，使所制备的PC在满足上述性能的同时又可以具有抗氧化、抗紫外线吸收等性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
作为本发明的一种实施方式，本发明公开的一种耐低温高流动阻燃PC包括如下组分：
(1)聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物
式中，R为甲基、Me为丙基；
聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的重均分子量为26000，其中聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物中硅氧烷单元的含量为20wt％；
聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物的制备方法为：
将907g双酚A溶于含160g氢氧化钠的10％水溶液中，得到双酚A盐水溶液；在反应器中加入上述的双酚A盐水溶液、600ml去离子水、2500ml二氯甲烷、3g苯酚、5.9ml甲基三丁基氯化铵75％水溶液、1.5g葡萄糖酸钠搅拌均匀，以25克/分钟的速度通入450g光气进行反应，控制反应温度在32-40℃，加入氢氧化钠溶液控制反应体系pH值为5.3；继续搅拌10分钟，加氢氧化钠溶液使上述体系的pH值为11.5。在15-20分钟内匀速滴加60g聚硅氧烷、进行无规共聚，反应温度为30-40℃，反应体系pH值为11.5，继续搅拌10分钟，加入4.1毫升三乙胺和10g苯酚，再以25克/分钟的速度通入220g光气，保持溶液pH值为10。反应结束后取有机相加入稀盐酸和去离子水进行洗涤及相关后续处理。
(2)聚癸二酸-双酚A聚碳酸酯共聚物(聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物)
式中，m＝8；
聚癸二酸-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为22000；
聚癸二酸-双酚A聚碳酸酯共聚物的制备方法为：
将400g癸二酸溶于含344g氢氧化钠的50％水溶液中，得到癸二酸盐水溶液；在反应器中加入上述的癸二酸盐水溶液、14L去离子水、24L二氯甲烷、30ml三乙胺2.5％水溶液、10g葡萄糖酸钠、4100g双酚A搅拌均匀，以80克/分钟的速度通入1170g光气进行反应，180g对枯基苯酚溶于1L二氯甲烷中，在通入光气的过程中向反应器内滴加溶于二氯甲烷的对枯基苯酚，加入氢氧化钠溶液控制反应体系pH值为7，再通入1570g光气，逐渐升高pH至10.2，保持溶液pH值为10.2，再通入200g光气进行反应。反应结束后取有机相加入稀盐酸和去离子水进行洗涤及相关后续处理。
(3)四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物
四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为24000；
四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的制备方法为：
将100g氢氧化钠的30％水溶液加入反应器中，并向反应器中加入12L去离子水、16L二氯甲烷、130mL三乙胺、2250g四溴双酚A、2250g双酚A和10g葡萄糖酸钠,通入10％光气，并加入氢氧化钠溶液，使反应器内溶液的pH值维持在9.8-10.8，开始向反应器内滴加溶于二氯甲烷的对枯苯酚溶液(105g对枯基苯酚溶于250mL二氯甲烷中)，再通入光气继续反应，控制pH值在反应终点时达到9.5-9.8。反应结束后取有机相加入稀盐酸和去离子水进行洗涤及相关后续处理。
(4)本实施方式中的聚碳酸酯分子量在20000-30000之间，由甘肃银光聚银化工有限公司生产。
(5)纯粉型聚四氟乙烯树脂(抗滴落剂)。
本发明公开的一种耐低温高流动阻燃PC，采用如下方法制备：按质量百分比称取聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物、聚酯-聚碳酸酯共聚物、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物，将原料混合后，将混合物加入挤出机中，挤出拉条经水槽冷却后切粒，即制得PC。作为本发明的一种实施方式，本发明所制备的耐低温高流动阻燃PC中各组分的含量如表1所示。
表1耐低温高流动阻燃PC中各组分的含量
本发明公开的耐低温高流动阻燃PC按照如下测试标准进行测试：
MVR:熔体体积速率，根据ASTM D1238-04，300℃/1.2kg的载荷下和以6分钟的停留时间测得，并且以cc/10min的单位给出；
NII:缺口伊佐德冲击强度(J/m)，根据ASTM D256-04，实验在3.2mm厚的模塑样品(试条)上，在抵达-50℃的温度测定，其中该NII冲击强度以焦耳每米的单位(J/m)给出；
百分比延性根据ASTM D256-04，在3.2mm厚的模塑的NII实验样品上测得，使用冲击强度以及破裂表面的应力发白来确定延性破裂的存在。
玻璃化转变温度(Tg，以℃计)使用以10℃/min的升温速率操作的差示扫描量热(DSC)测定，该玻璃转化温度使用第二次加热来测定。
实施例1-4和对比例1-3的测试结果如表2所示。
表2耐低温高流动阻燃PC
综上所述，本发明制备的耐低温高流动阻燃PC，在-50℃仍具备冲击韧性，在300℃和1.2kg的载荷和6分钟的停留时间下的熔体体积速率为15.0-20.5cc/10min，阻燃等级可以达到UL94 V0级。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (8)
1.一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，由如下重量份的原料所制备：聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物10-50wt％、聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物5-30wt％、四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物10-50wt％和通用聚碳酸酯为10-50wt％；所述耐低温高流动阻燃PC，在-50℃仍具备冲击韧性，根据ASTM D256-04，在3.2mm厚的模塑的NII实验样品上测得；所述耐低温高流动阻燃PC在300℃和1.2kg的载荷和6分钟的停留时间下的熔体体积速率为15.0-20.5cc/10min，根据ASTM D1238-04测得；所述耐低温高流动阻燃PC的阻燃等级达到UL94 V0级。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，所述聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
式中，R和Me各自独立的是C1-C10烷基、C6-C18芳基，或者卤化的或烷氧基化的C1-C10烷基或C6-C18芳基；
所述聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的重均分子量为22000-35000，所述聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物中硅氧烷单元的含量为16-22wt％。
3.据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，所述聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
式中，m＝8-10；
所述聚酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为20000-30000。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，所述四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的结构如下：
所述四溴双酚A聚碳酸酯-双酚A聚碳酸酯共聚物的重均分子量为20000-30000。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，所述通用聚碳酸酯选自芳香族聚碳酸酯中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，聚硅氧烷-双酚A聚碳酸酯共聚物中硅氧烷单元的含量为20-22wt％。
7.根据权利要求1所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，还包括助剂，所述助剂为抗滴落剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种耐低温高流动阻燃PC，其特征在于，所述耐低温高流动阻燃PC中所述助剂的含量为1-10wt％。
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