本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料。
背景技术：
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，是五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料，其具有阻燃性，耐磨、抗氧化性，其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，不耐紫外光，不耐强碱，从而限制了其在工程塑料方面的应用。专利申请号为201410372367.6公开了一种阻燃环保型聚碳酸酯复合材料，具有阻燃环保的特点。对聚碳酸酯进行改性，从而获得性能优良的复合材料，前景广阔。基于上述陈述，本发明提出了一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料。
一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯20～40份、聚苯乙烯10～18份、三元乙丙橡胶18～30份、氧化锌0.2～0.6份、水杨酸0.02～0.08份、纳米二氧化钛3～10份、玻璃纤维1～6份、阻燃剂1～3份、填料8～12份、丙三醇12～18份、十二烷基苯磺酸钠0.5～1.5份。
优选的，所述的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯24～42份、聚苯乙烯12～14份、三元乙丙橡胶21.6～28份、氧化锌0.3～0.5份、水杨酸0.04～0.06份、纳米二氧化钛4～8份、玻璃纤维2～5份、阻燃剂1.5～2.5份、填料9～11份、丙三醇14～16份、十二烷基苯磺酸钠0.8～1.2份。
优选的，所述的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯30份、聚苯乙烯13份、三元乙丙橡胶25份、氧化锌0.4份、水杨酸0.05份、纳米二氧化钛6份、玻璃纤维4份、阻燃剂2份、填料10份、丙三醇15份、十二烷基苯磺酸钠1份。
优选的，所述聚碳酸酯、聚苯乙烯、三元乙丙橡胶的质量比为2～3:1:1.8～2。
优选的，所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉25～40％、高岭土25～40％、石墨25～40％。
优选的，所述阻燃剂为溴季戊四醇磷酸酯类阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂或无机阻燃剂中的至少一种。
本发明还提出了一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至165～190℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热3～7h，边加热边以150～220r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨28～45min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至140～160℃，加热2～5h后，降温至80～110℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以220～280r/min的转速搅拌混合25～40min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的阻燃剂，以550～750r/min的转速高速搅拌15～22min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温120～140℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，其具有显著的阻燃性能、耐磨、抗氧化、抗老化性，其力学性能好，本发明还提出了一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料的制备方法，将三元乙丙橡胶硫化后，与聚碳酸酯、聚苯乙烯进行初步混合，然后加入改性后的填料及助剂进行最终混合所得，制备过程中，纳米二氧化钛的加入有效的提高了复合材料的抗紫外线能力，阻燃剂的加入显著的提高了复合材料的阻燃性能，安全环保，燃烧时不会对环境造成污染，有效的保护了环境，其制备方法简单、制备成本低，所得复合材料综合性能好，可得广泛应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯32份、聚苯乙烯12份、三元乙丙橡胶23份、氧化锌0.4份、水杨酸0.03份、纳米二氧化钛4份、玻璃纤维5份、溴季戊四醇磷酸酯类阻燃剂2份、填料10份、丙三醇14份、十二烷基苯磺酸钠0.8份。
所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉35％、高岭土32％、石墨33％。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至170℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热6h，边加热边以190r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨42min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至145℃，加热4h后，降温至100℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以250r/min的转速搅拌混合32min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的溴季戊四醇磷酸酯类阻燃剂，以600r/min的转速高速搅拌22min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温130℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
实施例二
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯38份、聚苯乙烯15份、三元乙丙橡胶27份、氧化锌0.5份、水杨酸0.06份、纳米二氧化钛8份、玻璃纤维2份、氮系阻燃剂1份、填料8份、丙三醇15份、十二烷基苯磺酸钠1份。
所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉28％、高岭土40％、石墨32％。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至185℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热4h，边加热边以170r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨35min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至140℃，加热5h后，降温至95℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以280r/min的转速搅拌混合25min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的氮系阻燃剂，以550r/min的转速高速搅拌20min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温120℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
实施例三
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯50份、聚苯乙烯18份、三元乙丙橡胶35份、氧化锌0.6份、水杨酸0.08份、纳米二氧化钛5份、玻璃纤维1份、无机阻燃剂1.5份、填料12份、丙三醇12份、十二烷基苯磺酸钠1.5份。
所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉40％、高岭土35％、石墨25％。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至165℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热7h，边加热边以210r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨28min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至160℃，加热2h后，降温至80℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以220r/min的转速搅拌混合40min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的无机阻燃剂，以750r/min的转速高速搅拌15min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温130℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
实施例四
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯30份、聚苯乙烯10份、三元乙丙橡胶18份、氧化锌0.2份、水杨酸0.02份、纳米二氧化钛10份、玻璃纤维4份、磷系阻燃剂3份、填料9份、丙三醇18份、十二烷基苯磺酸钠0.5份。
所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉30％、高岭土38％、石墨32％。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至190℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热3h，边加热边以150r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨40min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至155℃，加热3h后，降温至110℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以260r/min的转速搅拌混合30min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的磷系阻燃剂，以700r/min的转速高速搅拌18min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温140℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
实施例五
本发明提出的一种聚碳酸酯环保的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯45份、聚苯乙烯16份、三元乙丙橡胶30份、氧化锌0.5份、水杨酸0.05份、纳米二氧化钛6份、玻璃纤维3份、磷系阻燃剂2.5份、填料11份、丙三醇16份、十二烷基苯磺酸钠1.2份。
所述填料包括云母粉、高岭土和石墨，其中各组分的重量百分比为云母粉25％、高岭土38％、石墨37％。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的三元乙丙橡胶加入到橡胶硫化罐中，加热至180℃，加入所述比重的氧化锌和水杨酸，加热5h，边加热边以220r/min的转速进行搅拌混合，得混合物A；
S2、将所述比重的纳米二氧化钛、玻璃纤维、填料加入到所述比重的丙三醇中，加入所述比重的十二烷基苯磺酸钠，研磨30min至混合均匀，得混合物B；
S3、将所述比重的聚碳酸酯、聚苯乙烯加热至150℃，加热3h后，降温至105℃保温，加入步骤S1中所得的混合物A，以240r/min的转速搅拌混合35min后，加入步骤S2所得的混合物B和所述比重的磷系阻燃剂，以680r/min的转速高速搅拌20min，得混合料C；
S4、将步骤S3所得的混合料C加入到双螺杆挤出机中，在高温140℃下挤出后经分段冷水槽冷却至室温后，经切粒机切粒即得。
将上述实施例一～五中制备出的聚碳酸酯环保的阻燃复合材料的阻燃性能进行分析比较，得出如下结果：
备注：阻燃性按UL-94标准判断。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。