本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于手機(jī)外殼的聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯是日常常見(jiàn)的材料，為一種無(wú)色透明的無(wú)定性熱塑性材料，其特點(diǎn)是具有綜合均衡的機(jī)械性能、熱性能及電性能，由于其無(wú)色透明和優(yōu)異的抗沖擊性，日常常見(jiàn)的應(yīng)用有cd/vcd光盤(pán)，桶裝水瓶，嬰兒奶瓶，防彈玻璃，樹(shù)酯鏡片、車(chē)頭燈罩、手機(jī)外殼等等。但也存在某些缺陷如對(duì)缺口敏感，易于應(yīng)力開(kāi)裂、耐磨損性差，一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對(duì)表面進(jìn)行特殊處理等。
目前手機(jī)整機(jī)厚度越做越薄以及手機(jī)整機(jī)功能的增加，導(dǎo)致手機(jī)殼體厚度也逐漸減薄，從而出現(xiàn)殼體局部或者整體強(qiáng)度偏弱的情況，使用傳統(tǒng)的pc或pc/abs合金材料注塑生產(chǎn)的殼體強(qiáng)度不能滿(mǎn)足手機(jī)相關(guān)性能的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料，其原料配方為：
聚碳酸酯76-89重量份；
聚硅氧烷6重量份；
玻璃纖維8-15重量份；
添加料8重量份；
明礬1-2重量份；
硼酸1-3重量份；
細(xì)辛脂素1-2重量份；
阿維菌素3重量份。
所述的每份添加料按百分百計(jì)量包括活性據(jù)磷酸銨22%、磷酸鹽35%、紅磷20%、氫氧化鋁18%。
一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎后備用；
2）將步驟1）得到的粉狀聚碳酸酯與聚硅氧烷混合后送入熔融設(shè)備內(nèi)熔融，形成一號(hào)混合料；所述的熔融溫度為430℃，熔融壓力為40mbar；
3）將玻璃纖維以及硼酸加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為500r/min，攪拌時(shí)間為30min，得到二號(hào)混合料；
4）將明礬、細(xì)辛脂素及二號(hào)混合料加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為50r/min，攪拌時(shí)間為2h，得到三號(hào)混合料；
5）將步驟2）、步驟3）和步驟4）得到的一號(hào)混合料、二號(hào)混合料、三號(hào)混合料加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為120r/min，攪拌時(shí)間為20min；
6)在步驟5）攪拌完成后，加入添加料和阿維菌素進(jìn)行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為370r/min，攪拌時(shí)間為30min，第二段攪拌的攪拌速度為220/min，攪拌時(shí)間為20min，第三段攪拌的攪拌速度為140r/min，攪拌時(shí)間為3h；
7）將步驟6）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機(jī)進(jìn)行造粒，得到塑膠顆粒；
8）將步驟7）得到的塑膠顆粒放入注塑機(jī)成型，其中烘料溫度為330℃，烘料時(shí)間為20min；注塑加壓溫度為410℃，注塑加壓時(shí)間為20-30s，注塑加壓范圍為50-65kgf/cm2。
上述技術(shù)方案的有益之處在于：
本發(fā)明提供了一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制備方法，由于在成分中加入聚硅氧烷、特制添加料等原料，并在制備工藝中將組份根據(jù)其原理性能分別制成一號(hào)混合料、二號(hào)混合料和三號(hào)混合料，然后在三號(hào)混合料的基礎(chǔ)上加入添加料和阿維菌素，且嚴(yán)格把控每個(gè)步驟的溫度、時(shí)長(zhǎng)等因素，使混合料與添加料和阿維菌素之間形成一個(gè)“協(xié)同增效”的效果，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，所得到的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能能達(dá)到v-0級(jí)，耐熱時(shí)間最高達(dá)到25mi才出現(xiàn)變色現(xiàn)象，相比現(xiàn)有的手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯，本發(fā)明更適用于手機(jī)外殼的制備，可以確保制得的手機(jī)外殼具備優(yōu)異的性能。
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料，其原料配方為：
聚碳酸酯76-89重量份；
聚硅氧烷6重量份；
玻璃纖維8-15重量份；
添加料8重量份；
明礬1-2重量份；
硼酸1-3重量份；
細(xì)辛脂素1-2重量份；
阿維菌素3重量份。
所述的每份添加料按百分百計(jì)量包括活性據(jù)磷酸銨20-28%、磷酸鹽30-40%、紅磷12-22%、氫氧化鋁15-25%。
在本實(shí)施例中，所述的添加料的配方配比優(yōu)選為活性據(jù)磷酸銨22%、磷酸鹽35%、紅磷20%、氫氧化鋁18%；通過(guò)試驗(yàn)證明，采用該配比可以保證產(chǎn)品具有優(yōu)異的性能。
一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料的制備方法，包括以下步驟：
1）將聚碳酸酯加入工程塑料粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎后備用；
2）將步驟1）得到的粉狀聚碳酸酯與聚硅氧烷混合后送入熔融設(shè)備內(nèi)熔融，形成一號(hào)混合料；所述的熔融溫度為430℃，熔融壓力為40mbar；
3）將玻璃纖維以及硼酸加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為500r/min，攪拌時(shí)間為30min，得到二號(hào)混合料；
4）將明礬、細(xì)辛脂素及二號(hào)混合料加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為50r/min，攪拌時(shí)間為2h，得到三號(hào)混合料；
5）將步驟2）、步驟3）和步驟4）得到的一號(hào)混合料、二號(hào)混合料、三號(hào)混合料加入高分子材料攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為120r/min，攪拌時(shí)間為20min；
6)在步驟5）攪拌完成后，加入添加料和阿維菌素進(jìn)行三段式攪拌，第一段攪拌的攪拌速度為370r/min，攪拌時(shí)間為30min，第二段攪拌的攪拌速度為220/min，攪拌時(shí)間為20min，第三段攪拌的攪拌速度為140r/min，攪拌時(shí)間為3h；
7）將步驟6）得到的混合均勻的物料放入工程塑料擠出機(jī)進(jìn)行造粒，得到塑膠顆粒；
8）將步驟7）得到的塑膠顆粒放入注塑機(jī)成型，其中烘料溫度為330℃，烘料時(shí)間為20min；注塑加壓溫度為410℃，注塑加壓時(shí)間為20-30s，注塑加壓范圍為50-65kgf/cm2。
實(shí)施例2
如實(shí)施例1所述的一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制備方法，其中部分工藝還可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用5重量份，添加料采用8重量份，阿維菌素采用2重量份。
在其制備方法中：
在步驟2）中，所述的熔融溫度為410℃，熔融壓力為50mbar。
在步驟6）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為300r/min，第二段攪拌的攪拌速度為300r/min，第三段攪拌的攪拌速度為100r/min。
在步驟8）中，所述烘料溫度為300℃，烘料時(shí)間為30min；注塑加壓溫度為400℃。
實(shí)施例3
如實(shí)施例1所述的一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制備方法，其中部分工藝還可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用8重量份，添加料采用5重量份，阿維菌素采用5重量份。
在其制備方法中：
在步驟2）中，所述的熔融溫度為450℃，熔融壓力為30mbar。
在步驟6）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為400r/min，第二段攪拌的攪拌速度為200r/min，第三段攪拌的攪拌速度為150r/min。
在步驟8）中，所述烘料溫度為350℃，烘料時(shí)間為20min；注塑加壓溫度為420℃。
實(shí)施例4
如實(shí)施例1所述的一種聚硅氧烷-聚碳酸酯共聚材料及其制備方法，其中部分工藝還可以采用以下方式：
在其原料配方中：
所述的聚硅氧烷采用7重量份，添加料采用5重量份，阿維菌素采用4重量份。
在其制備方法中：
在步驟2）中，所述的熔融溫度為420℃，熔融壓力為50mbar。
在步驟6）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為320r/min，第二段攪拌的攪拌速度為280r/min，第三段攪拌的攪拌速度為120r/min。
在步驟8）中，所述烘料溫度為340℃，烘料時(shí)間為25min；注塑加壓溫度為420℃。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于在成分中加入聚硅氧烷、特制添加料等原料，并在制備工藝中將組份根據(jù)其原理性能分別制成一號(hào)混合料、二號(hào)混合料和三號(hào)混合料，然后在三號(hào)混合料的基礎(chǔ)上加入添加料和阿維菌素，且嚴(yán)格把控每個(gè)步驟的溫度、時(shí)長(zhǎng)等因素，使混合料與添加料和阿維菌素之間形成一個(gè)“協(xié)同增效”的效果，大幅度提高本發(fā)明產(chǎn)品的性能，具體如下述試驗(yàn)方法的試驗(yàn)結(jié)果所示。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，經(jīng)過(guò)本發(fā)明上述4個(gè)實(shí)施例所制得的聚碳酸酯共聚材料，即采用聚碳酸酯76-89重量份、聚硅氧烷5-8重量份、玻璃纖維8-15重量份、添加料5-8重量份、明礬1-2重量份、硼酸1-3重量份、細(xì)辛脂素1-2重量份、阿維菌素2-5重量份，再經(jīng)過(guò)本發(fā)明的制備工藝進(jìn)行制備，所得到的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能能達(dá)到v-0級(jí)，耐熱時(shí)間最高達(dá)到25mi才出現(xiàn)變色現(xiàn)象，相比現(xiàn)有的手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯，本發(fā)明更適用于手機(jī)外殼的制備，可以確保制得的手機(jī)外殼具備優(yōu)異的性能，經(jīng)本發(fā)明人測(cè)試，制得的手機(jī)外殼的抗沖擊能力相比普通手機(jī)外殼提高了3.7倍，乃低溫性能提高了2倍以上。
性能試驗(yàn)：
試驗(yàn)一：針對(duì)成品聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能做出測(cè)定。
試驗(yàn)樣本：經(jīng)本發(fā)明上述4個(gè)實(shí)施例所記載技術(shù)方案制得的產(chǎn)品和市面上的普通手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯產(chǎn)品，不同技術(shù)得到的產(chǎn)品分別采樣4種，普通聚碳酸酯產(chǎn)品也采樣4種。
注：抽樣標(biāo)準(zhǔn)采用gb/t2828.1-2012。
試驗(yàn)方法：對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，記錄火焰熄滅時(shí)間，及是否有燃燒物掉落。
試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：
表1
在以上測(cè)試中，系列1-5的4個(gè)重復(fù)均無(wú)燃燒物掉落。
注：表1中，系列1-4分別為本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例所制得的產(chǎn)品，系列5為普通聚碳酸酯產(chǎn)品，重復(fù)1-4為各產(chǎn)品的重復(fù)采樣。
通過(guò)表1可以看出，經(jīng)過(guò)本發(fā)明所制得的聚碳酸酯共聚材料在測(cè)試時(shí)，最低時(shí)間為3秒，最高為8秒，而普通聚碳酸酯產(chǎn)品的最低時(shí)間為15秒，最高為18秒，可以證明經(jīng)過(guò)本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例所記載的技術(shù)方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的阻燃等級(jí)均達(dá)到v-0級(jí)，普通聚碳酸酯產(chǎn)品的阻燃性能為v-1級(jí)。
試驗(yàn)結(jié)論：
通過(guò)表1可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能遠(yuǎn)高于市面上的普通手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯產(chǎn)品的阻燃性能；其中，以實(shí)施例1所記載的制備方法，即配方中的聚硅氧烷采用6重量份，添加料采用8重量份、阿維菌素采用3重量份；在步驟2）中，所述的熔融溫度為430℃，熔融壓力為400mbar；在步驟6）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為370r/min，第二段攪拌的攪拌速度為220r/min，第三段攪拌的攪拌速度為140r/min；在步驟8）中，所述烘料溫度為330℃，烘料時(shí)間為20min；注塑加壓溫度為410℃所制得的成品聚碳酸酯共聚材料的阻燃性能最高，相比普通手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯產(chǎn)品的阻燃性能，提升明顯。
試驗(yàn)二：針對(duì)成品聚碳酸酯共聚材料的耐熱時(shí)間做出測(cè)定。
試驗(yàn)樣本：經(jīng)本發(fā)明上述4個(gè)實(shí)施例所記載技術(shù)方案制得的產(chǎn)品和市面上的普通手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯產(chǎn)品，不同技術(shù)得到的產(chǎn)品分別采樣4種，普通聚碳酸酯產(chǎn)品也采樣4種。
注：抽樣標(biāo)準(zhǔn)采用gb/t2828.1-2012。
試驗(yàn)方法：在150℃±5℃的環(huán)境下進(jìn)行烘烤，記錄每個(gè)樣品出現(xiàn)變色現(xiàn)象時(shí)的烘烤時(shí)間。
試驗(yàn)結(jié)果如表2所示：
表2
注：表2中，系列1-4分別為本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例所制得的產(chǎn)品，系列5為的普通聚碳酸酯產(chǎn)品，重復(fù)1-4為各產(chǎn)品的重復(fù)采樣。
通過(guò)表2可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的耐熱時(shí)間最高達(dá)到25min才出現(xiàn)變色現(xiàn)象，最低達(dá)到17min，而普通聚碳酸酯產(chǎn)品的耐熱時(shí)間最高只達(dá)到11min。
試驗(yàn)結(jié)論：
通過(guò)表2可以看出，經(jīng)本發(fā)明所記載的技術(shù)方案所制得的聚碳酸酯共聚材料的耐熱時(shí)間遠(yuǎn)高于市面上的普通手機(jī)外殼制備用聚碳酸酯產(chǎn)品的耐熱時(shí)間；其中，以實(shí)施例1所記載的制備方法，即配方中的聚硅氧烷采用6重量份，添加料采用8重量份、阿維菌素采用3重量份；在步驟2）中，所述的熔融溫度為430℃，熔融壓力為400mbar；在步驟6）中，所述第一段攪拌的攪拌速度為370r/min，第二段攪拌的攪拌速度為220r/min，第三段攪拌的攪拌速度為140r/min；在步驟8）中，所述烘料溫度為330℃，烘料時(shí)間為20min；注塑加壓溫度為410℃所制得的成品聚碳酸酯共聚材料的耐熱時(shí)間最高，最高達(dá)到25mi才出現(xiàn)變色現(xiàn)象，相比普通聚碳酸酯產(chǎn)品的耐熱性能，提升明顯。