一种耐候高抗冲高阻燃性的PBT/PC合金材料

一种耐候高抗冲高阻燃性的PBT/PC合金材料

  公司本发明且正在申请专利的一种耐候、高抗冲、高阻燃性的PBT/PC合金材料及其制备方法，涉及高分子复合材料加工技术领域。本发明公开的耐候高抗冲高阻燃性的PBT/PC合金材料，是由以下重量份数的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚碳酸酯，自制耐候母粒，复合增韧剂，复合抗氧剂，润滑剂，三氧化二锑，阻燃剂，钛白粉，无水磷酸二氢钠 ，聚四氟乙烯和紫外线吸收剂。本发明提供了一种环保型PBT/PC合金材料，能适合室外气候条件，即在强紫外线、高温高湿或低温冰冻条件下，仍

保证其具有耐老化时间长、高流动性、高抗冲击性和高阻燃性能，可满足任何气候条件下的产品需求。

一种高抗冲、高阻燃、耐候的PBT/PC合金材料

技术领域

本发明属于高分子复合材料加工技术领域，尤其涉及一种高抗冲高阻燃耐候的PBT/PC合金材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），为世界五大通用工程塑料之一，是一种乳白色半透明到不透明的结晶型热塑性聚酯，具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，吸水率低且仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性优良。但是PBT的缺口冲击强度低，成型收缩率大，制品易发生翘曲，易受卤化烃侵蚀，低温下可迅速结晶，对水稳定性较差，遇水易分解。

聚碳酸酯（PC）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有很高的韧性，耐热性、抗冲击性能好，其主要缺点是：流动性能差、加工困难、容易发生应力开裂、易磨损、耐化学药品性能差、耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。将PC、PBT共混后制得的塑料合金,它保持了结晶材料PBT的耐化学性及易于成型等特点，又兼备了非结晶材料PC的韧性和尺寸稳定性。

目前市场上长期在室外气候条件的头盔和安全帽以及电能表外壳/箱一直都用ABS来制做，ABS的耐热性和耐候性差，力学性能不够理想，在长期日晒雨淋，高温高湿环境下容易出现退色、龟裂，其安全性快速下降。因此，研制出一种高耐候性、高抗冲、高阻燃的合金材料是本发明的创新思路。

本发明利用PBT和PC材料本身的特性，经过添加其它辅料进行改性，制备出能满足各种气候条件的合金产品来满足各行各业的产品需求。根据室外气候条件要求，本发明针对性的进行防紫外线、高温高湿、低温冰冻，提高产品的抗紫外线、延长合金产品的耐老化程度，得到具有高流动性、高抗冲击性、阻燃性能良好的PBT/PC共混合金，是此本发明的关键所在。本发明PBT/PC合金材料具有高刚性、蠕变小、耐冲击性、耐磨性、耐有机溶剂性，并具有优异的耐候性、阻燃性能，使其能大量应用在汽车行业、光伏产业、新能源、电子电器等工业领域。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种环保型PBT/PC合金材料，能适合室外气候条件，即在强紫外线、高温高湿或低温冰冻条件下，仍保证其具有耐老化时间长、高流动性、高抗冲击性和高阻燃性能，可满足任何气候条件下的产品需求。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种高抗冲高阻燃耐候的PBT/PC合金材料，是由以下重量份数的原料组成：聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚碳酸酯，自制耐候母粒，复合增韧剂，复合抗氧剂，润滑剂 ，三氧化二锑，阻燃剂，钛白粉，无水磷酸二氢钠，聚四氟乙烯 和紫外线吸收剂。

所述耐候母粒的制备方法为：按重量份数的配比称取原料，将称取的各组分原料放入高速搅拌机，经高速搅拌机搅拌2～5min完全混合均匀后，再经双螺杆挤出机共混挤出，双螺杆挤出机温度在200～250℃，螺杆转速为35～55Hz，冷却，切粒，制得耐候母粒。

本发明还提供了一种耐候高抗冲高阻燃性的PBT/PC合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：

按重量份数的配比称取原料，将称取的各组分原料放入高速搅拌机，经高速搅拌机搅拌2～5min完全混合均匀后，再经双螺杆挤出机共混挤出，冷却，切粒，制得 PBT/PC合金材料。其中，双螺杆挤出机的温度为200～250℃，螺杆转速为35～55Hz。

本发明取得了以下有益效果：

1、本发明以PBT和PC为基体材料，其中PBT为主基体材料，利用酯交换抑制剂来进行酯交换反应，使PBT和PC能完全融合共混，提高了本发明中各组分间的相容性，从而使本发明具有高刚性和高韧性；通过添加耐候母粒和PTFE来改善本发明合金材料的耐高低温性能；利用复合增韧剂、耐候母粒、复合抗氧剂、润滑剂、阻燃剂等辅助剂的适当组分和配比来进行合理搭配，使其各组分间相互作用、相容共混来调整本发明的产品性能，使本发明具有抗高温高湿、低温冰冻、抗紫外线等室外气候条件，耐水解性能突出。

2、本发明采用的耐候母粒与本发明的其它组分具有很好的相容性，解决了成型过程中产生料花的问题，其加入到本发明中，使本发明的产品在耐高低温老化、耐紫外线等耐候性能上有显著突出的表现，并且还提高了本发明的机械性能和物理性能。本发明的实施例中并未体现出耐温母粒的耐高低温老化、耐紫外线等耐候性能？

3、本发明的电绝缘性突出，吸水率小，解决了应力开裂，加工成型困难的问题，还具有良好的综合机械性能和物理性能，属绿色环保合金材料，应用前景十分可观。

4、可根据产品功能需求，往本发明的配方添加合适的功能助剂，已达到所需的性能，如：本发明中若添加玻纤，则可以衍生出加强型改性合金材料，显著提高本申请的力学性能。

将实施例1～5和对比例1～2经双螺杆挤出机制得的颗粒状PBT/PC合金材料在240-260℃的注塑机中注塑成型，制备出拉伸、弯曲、冲击、阻燃样条样品，按ASTM国标标准对样条样品进行性能测试，性能测试结果见表1。

熔融指数参照ISO 1133标准规定进行测试，280℃, 5Kg；

拉伸强度参照ASTM D638标准规定进行测试；

弯曲强度参照ASTM D790标准规定进行测试；

缺口冲击强度参照ASTM D256标准规定进行测试；

热变形温度参照ASTM D648标准规定进行测试；

阻燃性参照UL-94标准规定进行测试；

介电常数参照ASTM D150标准规定进行测试；

低温存储参照GB/T2423.1.Ab/IEC 60068-2-1标准规定进行测试；

测试样条样品在测试前,先在常温23±2℃，相对湿度50±10%的环境中放置48小时。

     表1 对比例1～2和实施例1～5的性能测试结果

将上述实施例1～5和对比例1制得的PBT/PC合金材料进行耐候性测试，本发明的人工气候老化（氙弧灯老化试验）依据GB/T16422.2-2014实验室光源暴露试验标准要求,按试验方法A对产品进行耐候性试验，如下表2所示。

    表2 对比例1和实施例1～5试验后的性能测试结果

    表3 对比例1和实施例1～5试验后的性能测试结果

由对比例1～2和实施例1～5的实验结果可知，本发明将耐高温PC与辅助物料进行共混处理后制得的耐温母粒，能更好与本发明的各组分相容，显著提高了本发明的高低温缺口冲击强度、流动性和拉伸强度，使本发明在高低温环境下，仍有优异的缺口冲击强度和优异的耐候性。