一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料及其制备方法。

背景技术：

聚碳酸酯(PC)是一种透明的热塑性材料，其透光率可达95％以上，且兼有刚性和韧性的特性，冲击强度高，同时具有优良的尺寸稳定性和较高的耐热性、良好的电绝缘性和无毒性，可以通过注射、挤出成型。PC的使用温度范围广，在-100℃～130℃之间可长期使用。玻璃纤维增强热塑性塑料是一种轻质高强的复合材料，其中玻璃纤维含量一般为10～50wt％，具有良好的拉伸、弯曲、压缩弹性模量及抗蠕变性能，以及良好的加工性和尺寸稳定性，同时成型周期短、生产效率高，因而其应用领域不断拓宽，已广泛应用于电器、汽车、船舶、航空航天等部门及高新技术领域。

随着社会的发展，人们对材料的外观要求越来越多样化、个性化，如透明、半透明等，但用玻璃纤维改性PC时，会影响PC的透明度，基本上都是不透明或者半透明，已然不能适应新的市场需求。

对透明增强PC材料的开发，近年来已有部分研究成果，专利CN200610105462.5曾报道过在芳香族聚碳酸酯(PC)中添加脂肪族聚碳酸酯(PCCD),从而调整树脂混合物的折射率与玻璃纤维相匹配，实现半透明效果，但PCCD成本高，实用性不强，且透明度也不高、不具有阻燃性。本发明制备的树脂材料能同时兼具阻燃性和高透光性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料，其以下组下按重量份制备而成：

主料100份

抗氧剂0.1～0.3份

润滑剂0.05～0.3份，

所述主料是由以下组分按重量份制备而成：

聚碳酸酯80～90份，

玻璃纤维6～12份，

无卤阻燃剂4～8份。

进一步方案，所述抗氧剂为三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

进一步方案，所述的无卤阻燃剂为双酚A双(二苯基磷酸酯)或间苯二酚(二苯基磷酸酯)。

进一步方案，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅酮或N,N’－乙撑双硬脂酰胺。

本发明的另一个发明目的是提供上述一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料的制备方法，将聚碳酸酯80～90份、无卤阻燃剂4～8份、抗氧剂0.1～0.3和润滑剂0.05～0.3份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维6～12份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

进一步方案，所述双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

本发明采用聚碳酸酯、玻璃纤维、无卤阻燃剂、抗氧剂和润滑剂共混制备了一种透明阻燃玻璃纤维增强PC材料，该合金材料具有独特的阻燃性、良好的加工性能和热稳定性。并且加入的无卤阻燃剂的量较少，却达到了很好的阻燃性能；另外，本发明所用的无卤阻燃剂都是无色透明，其折射率与PC原材料接近，加工过程中通过控制真空度为0.06-1.0MPa来去除小分子杂质以保证透明效果，所制备的材料具有高透光度，能满足市场需求。

本发明制备的PC材料的折射率与玻璃纤维相匹配，可实现透明效果，其2.0mm的透光率可达86％，同时具有独特的阻燃性、良好的加工性能和热稳定性，注塑产品具有高透光度，同时制备工艺简单、环保，可应用于家电的外观类制品中，如电视机前框装饰条、空调面板等产品中。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

将聚碳酸酯90份、无卤阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)4份、抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3和润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.3份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维6份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

实施例2

将聚碳酸酯88份、无卤阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)5份、抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.3和润滑剂季戊四醇硬脂酸酯0.3份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维7份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

实施例3

将聚碳酸酯86份、无卤阻燃剂间苯二酚(二苯基磷酸酯)6份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.2和润滑剂硅酮或0.2份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维8份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

实施例4

将聚碳酸酯83份、无卤阻燃剂双酚A双(二苯基磷酸酯)7份、抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0.2和润滑剂硅酮或0.1份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维10份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

实施例5

将聚碳酸酯81份、无卤阻燃剂间苯二酚(二苯基磷酸酯)8份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1和润滑剂N,N’-乙撑双硬脂酰胺0.15份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维11份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

实施例6

将聚碳酸酯80份、无卤阻燃剂间苯二酚(二苯基磷酸酯)8份、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1和润滑剂N,N’-乙撑双硬脂酰胺0.05份混合均匀，送入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维12份通过侧喂加入，经熔融挤出、造粒,烘干得到透明的玻璃纤维增强阻燃PC材料。

其中双螺杆挤出机的喂料转动频率为10Hz,各段温度设置为一区温度170～190℃、二区温度210～230℃、三区温度230～250℃、四区温度230～250℃、五区温度230～250℃、六区温度220～240℃、七区温度220～240℃、八区温度210～230℃、九区温度210～230℃、机头温度230℃，主机转速为300～500r/min，真空负压控制在0.06-1.0MPa。

按照行业标准，分别对实施例1～6制得的透明阻燃玻璃纤维增强PC材料进行基本性能测试，取其平均值。测试结果如表1所示：

表1合金材料的基本性能测试结果

从表1可见，本发明制得的透明阻燃玻璃纤维增强PC材料的力学性能优异，具有高透光度，且阻燃性能都达到V0级。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉本领域的技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围内。